- Гдз химия 9 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2022, §41 основы неорганической химии
- Взаимодействие оксидов друг с другом
- Взаимодействие оксидов с кислородом
- Оксид серы(vi), химические свойства, получение
- Оксиды серы. общая характеристика, химические свойства ✎
- Сероводород
- Химические свойства галогенов
- Химические свойства углерода
Гдз химия 9 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2022, §41 основы неорганической химии
ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2022, §41 ОСНОВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Во всех упражнениях красным цветом приводится решение, а фиолетовым ― объяснение. |
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1
И магний, и медь взаимодействуют с:
1) раствором нитрата свинца (II);
2) разбавленной серной кислотой;
3) хлором;
4) с раствором гидроксида калия.
Ответ:
3)
Mg Cl2 = MgCl2
Cu Cl2 = CuCl2
Упражнение 2
Химическая реакция возможна между:
1) оксидом фосфора (V) и раствором гидроксида натрия;
2) оксидом меди (II) и водой;
3) растворами хлорида натрия и сульфата калия;
4) гидроксидом железа (III) и магнием.
Ответ:
1)
P2O5 6NaOH = 2Na3PO4 3H2O
Упражнение 3 Сульфат меди (II) в растворе не реагирует с:
1) железом;
2) гидроксидом натрия;
3) хлоридом бария;
4) нитратом цинка.
Ответ: 4)
1) CuSO4 Fe = FeSO4 H2O
2) CuSO4 2NaOH = Na2SO4 Cu(OH)2↓
3) CuSO4 BaCl2 = CuCl2 BaSO4↓
4) не реагирует, т.к. образуются растворимые вещества.
Упражнение 4 И гидроксид калия, и серная кислота могут взаимодействовать с:
1) алюминием;
2) хлором;
3) оксидом магния;
4) нитратом бария.
Ответ: 1)
1) 2Al 2KOH 6H2O = 2K[Al(OH)4] 3H2↑
K[Al(OH)4] тетрагидроксоалюминат натрия ― комплексная соль голубого цвета.
Упражнение 5 С оксидом натрия реагирует каждое из двух веществ:
1) кислород и вода;
2) оксид углерода(IV) и оксид бария;
3) калий и азотная кислота;
4) вода и оксид фосфора (V).
Ответ: 4)
Na2O H2O = 2NaOH
3Na2O P2O5 = 2Na3PO4
Упражнение 6 Разбавленная серная кислота не взаимодействует с:
1) оксидом кремния;
2) магнием;
3) оксидом алюминия;
4) карбонатом калия.
Ответ: 1)
Разбавленная серная кислота реагирует с оксидами (кроме оксида кремния), с металлами, стоящие в ряду напряжений до водорода, из солями с образованием осадка, воды или газа.
Упражнение 7 С гидроксидом натрия взаимодействует вещество, формула которого:
1) Cr(NO3)3;
2) NH3;
3) CaO;
4) O2.
Ответ: 1)
1) 3NaOH Cr(NO3)3 = 3NaNO3 Cr(OH)3↓
Упражнение 8 Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.
Исходные вещества | Продукты реакции |
А) Na2SO3 HCl ⟶ Б) H2S NaOH ⟶ В) Na2SO3 O2 ⟶ | 1) Na2SO4 2) NaCl H2SO4 3) NaCl SO2 H2O 4) Na2SO3 H2O 5) Na2S H2O |
Ответ
А)―3, Б)―5, В)―1
А) Na2SO3 2HCl = 2NaCl SO2 H2O
Б) H2S 2NaOH = Na2S 2H2O
В) 2Na2SO3 O2 = 2Na2SO4
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1 Дана цепочка превращений:
P → P2O5 → H3PO4 → Na3PO4 → Ag3PO4. Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для последнего превращения составьте сокращённое ионное уравнение.
4P 5O2 = 2P2O5
P2O5 3H2O = 2H3PO4
H3PO4 3NaOH = Na3PO4 3H2O
Na3PO4 3AgNO3 = 3NaNO3 Ag3PO4↓
3Na PO43- 3Ag 3NO3— = 3Na 3NO3— Ag3PO4↓
3Ag PO43- = Ag3PO4↓
Упражнение 2 Дана цепочка превращений: Na2CO3 HCl → X1 → CaCO3 HNO3 → X2. Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение.
Na2CO3 2HCl = 2NaCl H2O CO2↑
2Na CO32- 2H 2Cl— = 2Na 2Cl— H2O CO2↑
2H CO32- = H2O CO2↑
CO2 Ca(OH)2 = CaCO3↓ H2O
CaCO3 2HNO3 = Ca(NO3)2 H2O CO2↑
Взаимодействие оксидов друг с другом
Прежде всего нужно четко усвоить тот факт, что среди солеобразующих оксидов (кислотных, основных, амфотерных) практически никогда не протекают реакции между оксидами одного класса, т.е. в подавляющем большинстве случаев невозможно взаимодействие:
1) основный оксид основный оксид ≠
2) кислотный оксид кислотный оксид ≠
3) амфотерный оксид амфотерный оксид ≠
В то время, как практически всегда возможно взаимодействие между оксидами, относящимися к разным типам, т.е. практически всегда протекают реакции между:
1) основным оксидом и кислотным оксидом;
2) амфотерным оксидом и кислотным оксидом;
3) амфотерным оксидом и основным оксидом.
В результате всех таких взаимодействий всегда продуктом является средняя (нормальная) соль.
Рассмотрим все указанные пары взаимодействий более детально.
В результате взаимодействия:
MexOy кислотный оксид, где MexOy – оксид металла (основный или амфотерный)
образуется соль, состоящая из катиона металла Me (из исходного MexOy) и кислотного остатка кислоты, соответствующей кислотному оксиду.
Для примера попробуем записать уравнения взаимодействия следующих пар реагентов:
Na2O P2O5 и Al2O3 SO3
В первой паре реагентов мы видим основный оксид (Na2O) и кислотный оксид (P2O5). Во второй – амфотерный оксид (Al2O3) и кислотный оксид (SO3).
Как уже было сказано, в результате взаимодействия основного/амфотерного оксида с кислотным образуется соль, состоящая из катиона металла (из исходного основного/амфотерного оксида) и кислотного остатка кислоты, соответствующей исходному кислотному оксиду.
Таким образом, при взаимодействии Na2O и P2O5 должна образоваться соль, состоящая из катионов Na (из Na2O) и кислотного остатка PO43-, поскольку оксиду P 52O5 соответствует кислота H3P 5O4. Т.е. в результате такого взаимодействия образуется фосфат натрия:
3Na2O P2O5 = 2Na3PO4 — фосфат натрия
В свою очередь, при взаимодействии Al2O3 и SO3 должна образоваться соль, состоящая из катионов Al3 (из Al2O3) и кислотного остатка SO42-, поскольку оксиду S 6O3 соответствует кислота H2S 6O4. Таким образом, в результате данной реакции получается сульфат алюминия:
Al2O3 3SO3 = Al2(SO4)3 — сульфат алюминия
Более специфическим является взаимодействие между амфотерными и основными оксидами. Данные реакции осуществляют при высоких температурах, и их протекание возможно благодаря тому, что амфотерный оксид фактически берет на себя роль кислотного. В результате такого взаимодействия образуется соль специфического состава, состоящая из катиона металла, образующего исходный основный оксид и «кислотного остатка»/аниона, в состав которого входит металл из амфотерного оксида.
Формулу такого «кислотного остатка»/аниона в общем виде можно записать как MeO2x—, где Me – металл из амфотерного оксида, а х = 2 в случае амфотерных оксидов с общей формулой вида Me 2O (ZnO, BeO, PbO) и x = 1 – для амфотерных оксидов с общей формулой вида Me 32O3 (например, Al2O3, Cr2O3 и Fe2O3).
Попробуем записать в качестве примера уравнения взаимодействия
ZnO Na2O и Al2O3 BaO
В первом случае ZnO является амфотерным оксидом с общей формулой Me 2O, а Na2O – типичный основный оксид. Согласно сказанному выше, в результате их взаимодействия должна образоваться соль, состоящая из катиона металла, образующего основный оксид, т.е. в нашем случае Na (из Na2O) и «кислотного остатка»/аниона c формулой ZnO22-, поскольку амфотерный оксид имеет общую формулу вида Me 2O.
ZnO Na2O =to=> Na2ZnO2
В случае взаимодействующей пары реагентов Al2O3 и BaO первое вещество является амфотерным оксидом с общей формулой вида Me 32O3, а второе — типичным основным оксидом. В этом случае образуется соль, содержащая катион металла из основного оксида, т.е.
Ba2 (из BaO) и «кислотного остатка»/аниона AlO2—. Т.е. формула получаемой соли при соблюдении условия электронейтральности одной ее структурной единицы («молекулы») будет иметь вид Ba(AlO2)2, а само уравнение взаимодействия запишется как:
Al2O3 BaO =to=> Ba(AlO2)2
Как мы уже писали выше, практически всегда протекает реакция:
MexOy кислотный оксид,
где MexOy – либо основный, либо амфотерный оксид металла.
Однако следует запомнить два «привередливых» кислотных оксида – углекислый газ (CO2) и сернистый газ (SO2). «Привередливость» их заключается в том, что несмотря на явные кислотные свойства, активности CO2 и SO2 недостаточно для их взаимодействия с малоактивными основными и амфотерными оксидами.
CO2 Na2O = Na2CO3
SO2 BaO = BaSO3
В то время, как оксиды CuO и Al2O3, не относящиеся к активным основным оксидам, в реакцию с CO2 и SO2 не вступают:
CO2 CuO ≠
CO2 Al2O3 ≠
SO2 CuO ≠
SO2 Al2O3 ≠
Взаимодействие оксидов с кислородом
Для того чтобы в заданиях реального ЕГЭ суметь ответить на вопрос, реагирует ли какой-либо оксид с кислородом (O2), прежде всего нужно запомнить, что оксиды, способные реагировать с кислородом (из тех, что могут попасться вам на самом экзамене) могут образовать только химические элементы из списка:
углерод С, кремний Si, фосфор P, сера S, медь Cu, марганец Mn, железо Fe, хром Cr, азот N
Встречающиеся в реальном ЕГЭ оксиды любых других химических элементов с кислородом реагировать не будут (!).
Для более наглядного удобного запоминания перечисленных выше списка элементов, на мой взгляд, удобна следующая иллюстрация:
В первую очередь, среди перечисленных элементов следует рассмотреть азот N, т.к. отношение его оксидов к кислороду заметно отличается от оксидов остальных элементов приведенного выше списка.
Следует четко запомнить тот факт, что всего азот способен образовать пять оксидов, а именно:
Из всех оксидов азота с кислородом может реагировать только NO. Данная реакция протекает очень легко при смешении NO как с чистым кислородом, так и с воздухом. При этом наблюдается быстрое изменение окраски газа с бесцветной (NO) на бурую (NO2):
Для того чтобы дать ответ на вопрос — реагирует ли с кислородом какой-либо оксид любого другого из перечисленных выше химических элементов (т.е. С, Si, P, S, Cu, Mn, Fe, Cr) — прежде всего обязательно нужно запомнить их основные степени окисления (СО). Вот они:
элемент | С | Si | P | S | Cu | Cr | Mn | Fe |
его основные положительные СО | 2, 4 | 2, 4 | 3, 5 | 4, 6 | 1, 2 | 2, 3, 6 | 2, 4, 6, 7 | 2, 3, 6 |
Далее нужно запомнить тот факт, что из возможных оксидов указанных выше химических элементов, с кислородом будут реагировать только те, которые содержат элемент в минимальной, среди указанных выше, степени окисления. При этом степень окисления элемента повышается до ближайшего положительного значения из возможных:
элемент | Отношение его оксидов к кислороду |
С | Минимальная среди основных положительных степеней окисления углерода равна 2, а ближайшая к ней положительная — 4. Таким образом, с кислородом из оксидов C 2O и C 4O2 реагирует только CO. При этом протекает реакция: 2C 2O O2 =to=> 2C 4O2 CO2 O2≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. 4 – высшая степень окисления углерода. |
Si | Минимальная среди основных положительных степеней окисления кремния равна 2, а ближайшая к ней положительная — 4. Таким образом, с кислородом из оксидов Si 2O и Si 4O2 реагирует только SiO. Из-за некоторых особенностей оксидов SiO и SiO2 возможно окисление лишь части атомов кремния в оксиде Si 2O. Т.е. в результате его взаимодействия с кислородом, образуется смешанный оксид, содержащий как кремний в степени окисления 2, так и кремний в степени окисления 4, а именно Si2O3 (Si 2O·Si 4O2): 4Si 2O O2 =to=> 2Si 2, 42O3 (Si 2O·Si 4O2) SiO2 O2≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. 4 – высшая степень окисления кремния. |
P | Минимальная среди основных положительных степеней окисления фосфора равна 3, а ближайшая к нему положительная — 5. Таким образом, с кислородом из оксидов P 32O3 и P 52O5 реагирует только P2O3. При этом протекает реакция доокисления фосфора кислородом от степени окисления 3 до степени окисления 5: P 32O3 O2 =to=> P 52O5 P 52O5 O2≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. 5 – высшая степень окисления фосфора. |
S | Минимальная среди основных положительных степеней окисления серы равна 4, а ближайшая к ней по значению положительная — 6. Таким образом, с кислородом из оксидов S 4O2, S 6O3 реагирует только SO2. При этом протекает реакция: 2S 4O2 O2 =to=> 2S 6O3 2S 6O3 O2≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. 6 – высшая степень окисления серы. |
Cu | Минимальная среди положительных степеней окисления меди равна 1, а ближайшая к ней по значению — положительная (и единственная) 2. Таким образом, с кислородом из оксидов Cu 12O, Cu 2O реагирует только Cu2O. При этом протекает реакция: 2Cu 12O O2 =to=> 4Cu 2O CuO O2≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. 2 – высшая степень окисления меди. |
Cr | Минимальная среди основных положительных степеней окисления хрома равна 2, а ближайшая к ней по значению положительная равна 3. Таким образом, с кислородом из оксидов Cr 2O, Cr 32O3 и Cr 6O3 реагирует только CrO, при этом окисляясь кислородом до соседней (из возможных) положительной степени окисления, т.е. 3: 4Cr 2O O2 =to=> 2Cr 32O3 Cr 32O3 O2≠ — реакция не протекает, несмотря на то что существует оксид хрома и в большей, чем 3, степени окисления (Cr 6O3). Невозможность протекания данной реакции связана с тем, что требуемый для ее гипотетического осуществления нагрев сильно превышает температуру разложения оксида CrO3. Cr 6O3 O2 ≠ — данная реакция не может протекать в принципе, т.к. 6 – высшая степень окисления хрома. |
Mn | Минимальная среди основных положительных степеней окисления марганца равна 2, а ближайшая к ней положительная — 4. Таким образом, с кислородом из возможных оксидов Mn 2O, Mn 4O2, Mn 6O3 и Mn 72O7 реагирует только MnO, при этом окисляясь кислородом до соседней (из возможных) положительной степени окисления, т.е. 4: 2Mn 2O O2 =to=> 2Mn 4O2 в то время, как: Mn 4O2 O2 ≠ и Mn 6O3 O2≠ — реакции не протекают, несмотря на то что существует оксид марганца Mn2O7, содержащий Mn в большей, чем 4 и 6, степени окисления. Связанно это с тем, что требуемый для дальнейшего гипотетического окисления оксидов Mn 4O2 и Mn 6O3 нагрев существенно превышает температуру разложения получаемых оксидов MnO3 и Mn2O7. Mn 72O7 O2≠ — данная реакция невозможна в принципе, т.к. 7 – высшая степень окисления марганца. |
Fe | Минимальная среди основных положительных степеней окисления железа равна 2, а ближайшая к ней среди возможных — 3. Несмотря на то что для железа существует степень окисления 6, кислотного оксида FeO3, впрочем, как и соответствующей ему «железной» кислоты не существует. Таким образом, из оксидов железа с кислородом могут реагировать только те оксиды, которые содержат Fe в степени окисления 2. Это либо оксид Fe 2O, либо смешанный оксид железа Fe 2, 33O4 (железная окалина): 4Fe 2O O2 =to=> 2Fe 32O3 или 6Fe 2O O2 =to=> 2Fe 2, 33O4 смешанный оксид Fe 2, 33O4 может быть доокислен до Fe 32O3: 4Fe 2, 33O4 O2 =to=> 6Fe 32O3 Fe 32O3 O2≠ — протекание данной реакции невозможно в принципе, т.к. оксидов, содержащих железо в степени окисления выше, чем 3, не существует. |
Оксид серы(vi), химические свойства, получение
1
H
1,008
1s1
2,2
Бесцветный газ
t°пл=-259°C
t°кип=-253°C
2
He
4,0026
1s2
Бесцветный газ
t°кип=-269°C
3
Li
6,941
2s1
0,99
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=180°C
t°кип=1317°C
4
Be
9,0122
2s2
1,57
Светло-серый металл
t°пл=1278°C
t°кип=2970°C
5
B
10,811
2s2 2p1
2,04
Темно-коричневое аморфное вещество
t°пл=2300°C
t°кип=2550°C
6
C
12,011
2s2 2p2
2,55
Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал
t°пл=3550°C
t°кип=4830°C
7
N
14,007
2s2 2p3
3,04
Бесцветный газ
t°пл=-210°C
t°кип=-196°C
8
O
15,999
2s2 2p4
3,44
Бесцветный газ
t°пл=-218°C
t°кип=-183°C
9
F
18,998
2s2 2p5
4,0
Бледно-желтый газ
t°пл=-220°C
t°кип=-188°C
10
Ne
20,180
2s2 2p6
Бесцветный газ
t°пл=-249°C
t°кип=-246°C
11
Na
22,990
3s1
0,93
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=98°C
t°кип=892°C
12
Mg
24,305
3s2
1,31
Серебристо-белый металл
t°пл=649°C
t°кип=1107°C
13
Al
26,982
3s2 3p1
1,61
Серебристо-белый металл
t°пл=660°C
t°кип=2467°C
14
Si
28,086
3s2 3p2
1,9
Коричневый порошок / минерал
t°пл=1410°C
t°кип=2355°C
15
P
30,974
3s2 3p3
2,2
Белый минерал / красный порошок
t°пл=44°C
t°кип=280°C
16
S
32,065
3s2 3p4
2,58
Светло-желтый порошок
t°пл=113°C
t°кип=445°C
17
Cl
35,453
3s2 3p5
3,16
Желтовато-зеленый газ
t°пл=-101°C
t°кип=-35°C
18
Ar
39,948
3s2 3p6
Бесцветный газ
t°пл=-189°C
t°кип=-186°C
19
K
39,098
4s1
0,82
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=64°C
t°кип=774°C
20
Ca
40,078
4s2
1,0
Серебристо-белый металл
t°пл=839°C
t°кип=1487°C
21
Sc
44,956
3d1 4s2
1,36
Серебристый металл с желтым отливом
t°пл=1539°C
t°кип=2832°C
22
Ti
47,867
3d2 4s2
1,54
Серебристо-белый металл
t°пл=1660°C
t°кип=3260°C
23
V
50,942
3d3 4s2
1,63
Серебристо-белый металл
t°пл=1890°C
t°кип=3380°C
24
Cr
51,996
3d5 4s1
1,66
Голубовато-белый металл
t°пл=1857°C
t°кип=2482°C
25
Mn
54,938
3d5 4s2
1,55
Хрупкий серебристо-белый металл
t°пл=1244°C
t°кип=2097°C
26
Fe
55,845
3d6 4s2
1,83
Серебристо-белый металл
t°пл=1535°C
t°кип=2750°C
27
Co
58,933
3d7 4s2
1,88
Серебристо-белый металл
t°пл=1495°C
t°кип=2870°C
28
Ni
58,693
3d8 4s2
1,91
Серебристо-белый металл
t°пл=1453°C
t°кип=2732°C
29
Cu
63,546
3d10 4s1
1,9
Золотисто-розовый металл
t°пл=1084°C
t°кип=2595°C
30
Zn
65,409
3d10 4s2
1,65
Голубовато-белый металл
t°пл=420°C
t°кип=907°C
31
Ga
69,723
4s2 4p1
1,81
Белый металл с голубоватым оттенком
t°пл=30°C
t°кип=2403°C
32
Ge
72,64
4s2 4p2
2,0
Светло-серый полуметалл
t°пл=937°C
t°кип=2830°C
33
As
74,922
4s2 4p3
2,18
Зеленоватый полуметалл
t°субл=613°C
(сублимация)
34
Se
78,96
4s2 4p4
2,55
Хрупкий черный минерал
t°пл=217°C
t°кип=685°C
35
Br
79,904
4s2 4p5
2,96
Красно-бурая едкая жидкость
t°пл=-7°C
t°кип=59°C
36
Kr
83,798
4s2 4p6
3,0
Бесцветный газ
t°пл=-157°C
t°кип=-152°C
37
Rb
85,468
5s1
0,82
Серебристо-белый металл
t°пл=39°C
t°кип=688°C
38
Sr
87,62
5s2
0,95
Серебристо-белый металл
t°пл=769°C
t°кип=1384°C
39
Y
88,906
4d1 5s2
1,22
Серебристо-белый металл
t°пл=1523°C
t°кип=3337°C
40
Zr
91,224
4d2 5s2
1,33
Серебристо-белый металл
t°пл=1852°C
t°кип=4377°C
41
Nb
92,906
4d4 5s1
1,6
Блестящий серебристый металл
t°пл=2468°C
t°кип=4927°C
42
Mo
95,94
4d5 5s1
2,16
Блестящий серебристый металл
t°пл=2617°C
t°кип=5560°C
43
Tc
98,906
4d6 5s1
1,9
Синтетический радиоактивный металл
t°пл=2172°C
t°кип=5030°C
44
Ru
101,07
4d7 5s1
2,2
Серебристо-белый металл
t°пл=2310°C
t°кип=3900°C
45
Rh
102,91
4d8 5s1
2,28
Серебристо-белый металл
t°пл=1966°C
t°кип=3727°C
46
Pd
106,42
4d10
2,2
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1552°C
t°кип=3140°C
47
Ag
107,87
4d10 5s1
1,93
Серебристо-белый металл
t°пл=962°C
t°кип=2212°C
48
Cd
112,41
4d10 5s2
1,69
Серебристо-серый металл
t°пл=321°C
t°кип=765°C
49
In
114,82
5s2 5p1
1,78
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=156°C
t°кип=2080°C
50
Sn
118,71
5s2 5p2
1,96
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=232°C
t°кип=2270°C
51
Sb
121,76
5s2 5p3
2,05
Серебристо-белый полуметалл
t°пл=631°C
t°кип=1750°C
52
Te
127,60
5s2 5p4
2,1
Серебристый блестящий полуметалл
t°пл=450°C
t°кип=990°C
53
I
126,90
5s2 5p5
2,66
Черно-серые кристаллы
t°пл=114°C
t°кип=184°C
54
Xe
131,29
5s2 5p6
2,6
Бесцветный газ
t°пл=-112°C
t°кип=-107°C
55
Cs
132,91
6s1
0,79
Мягкий серебристо-желтый металл
t°пл=28°C
t°кип=690°C
56
Ba
137,33
6s2
0,89
Серебристо-белый металл
t°пл=725°C
t°кип=1640°C
57
La
138,91
5d1 6s2
1,1
Серебристый металл
t°пл=920°C
t°кип=3454°C
58
Ce
140,12
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=798°C
t°кип=3257°C
59
Pr
140,91
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=931°C
t°кип=3212°C
60
Nd
144,24
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1010°C
t°кип=3127°C
61
Pm
146,92
f-элемент
Светло-серый радиоактивный металл
t°пл=1080°C
t°кип=2730°C
62
Sm
150,36
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1072°C
t°кип=1778°C
63
Eu
151,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=822°C
t°кип=1597°C
64
Gd
157,25
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1311°C
t°кип=3233°C
65
Tb
158,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1360°C
t°кип=3041°C
66
Dy
162,50
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1409°C
t°кип=2335°C
67
Ho
164,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1470°C
t°кип=2720°C
68
Er
167,26
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1522°C
t°кип=2510°C
69
Tm
168,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1545°C
t°кип=1727°C
70
Yb
173,04
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=824°C
t°кип=1193°C
71
Lu
174,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1656°C
t°кип=3315°C
72
Hf
178,49
5d2 6s2
Серебристый металл
t°пл=2150°C
t°кип=5400°C
73
Ta
180,95
5d3 6s2
Серый металл
t°пл=2996°C
t°кип=5425°C
74
W
183,84
5d4 6s2
2,36
Серый металл
t°пл=3407°C
t°кип=5927°C
75
Re
186,21
5d5 6s2
Серебристо-белый металл
t°пл=3180°C
t°кип=5873°C
76
Os
190,23
5d6 6s2
Серебристый металл с голубоватым оттенком
t°пл=3045°C
t°кип=5027°C
77
Ir
192,22
5d7 6s2
Серебристый металл
t°пл=2410°C
t°кип=4130°C
78
Pt
195,08
5d9 6s1
2,28
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1772°C
t°кип=3827°C
79
Au
196,97
5d10 6s1
2,54
Мягкий блестящий желтый металл
t°пл=1064°C
t°кип=2940°C
80
Hg
200,59
5d10 6s2
2,0
Жидкий серебристо-белый металл
t°пл=-39°C
t°кип=357°C
81
Tl
204,38
6s2 6p1
Серебристый металл
t°пл=304°C
t°кип=1457°C
82
Pb
207,2
6s2 6p2
2,33
Серый металл с синеватым оттенком
t°пл=328°C
t°кип=1740°C
83
Bi
208,98
6s2 6p3
Блестящий серебристый металл
t°пл=271°C
t°кип=1560°C
84
Po
208,98
6s2 6p4
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=254°C
t°кип=962°C
85
At
209,98
6s2 6p5
2,2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=302°C
t°кип=337°C
86
Rn
222,02
6s2 6p6
2,2
Радиоактивный газ
t°пл=-71°C
t°кип=-62°C
87
Fr
223,02
7s1
0,7
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=27°C
t°кип=677°C
88
Ra
226,03
7s2
0,9
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=700°C
t°кип=1140°C
89
Ac
227,03
6d1 7s2
1,1
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=1047°C
t°кип=3197°C
90
Th
232,04
f-элемент
Серый мягкий металл
91
Pa
231,04
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
92
U
238,03
f-элемент
1,38
Серебристо-белый металл
t°пл=1132°C
t°кип=3818°C
93
Np
237,05
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
94
Pu
244,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
95
Am
243,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
96
Cm
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
97
Bk
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
98
Cf
251,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
99
Es
252,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
100
Fm
257,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
101
Md
258,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
102
No
259,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
103
Lr
266
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
104
Rf
267
6d2 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
105
Db
268
6d3 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
106
Sg
269
6d4 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
107
Bh
270
6d5 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
108
Hs
277
6d6 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
109
Mt
278
6d7 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
110
Ds
281
6d9 7s1
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
Металлы
Неметаллы
Щелочные
Щелоч-зем
Благородные
Галогены
Халькогены
Полуметаллы
s-элементы
p-элементы
d-элементы
f-элементы
Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.
Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
Оксиды серы. общая характеристика, химические свойства ✎
Большинство школьников знают два оксида серы — SO2 и SO3.
Однако, это не все соединения, которые сера образует с кислородом.
Рассмотрим их все.
Монооксид серы — SO
- Встречается только в виде разбавленной газовой фазы;
- после концентрирования превращается в S2O2 (диоксид дисульфита);
Дисульфид серы — SO2
- эндогенный диоксид серы играет важную физиологическую роль в регуляции работы сердца и кровеносных сосудов, а нарушение его метаболизма может привести к артериальной гипертензии, атеросклерозу, стенокардии.
Триоксид серы, серный ангидрид — SO3
- Является значительным загрязнителем, основной компонент кислотных дождей;
- имеет большое значение в промышленности, так как является прекурсором серной кислоты;
- в сухой атмосфере обильно дымит, без запаха, но едкий;
- на воздухе образуется прямым окислением сернистого газа;
- в лаборатории триоксид серы можно получить путем двухстадийного пиролиза бисульфата натрия:
- серный ангидрид агрессивно гигроскопичен — теплота гидратации достаточна, чтобы смесь этого газа и древесины (или хлопка) могла воспламениться;
- при вдыхании вызывает ожоги, обладает высокой коррозионной активностью.
Тетроксид серы — SO4
- Этот оксид серы представляет собой группу химических соединений с формулой SO3 Х, где Х лежит между 0 и 1;
- здесь содержатся пероксогруппы (О-О), а степень окисления серы как в триоксиде серы, 6;
- может быть выделен при низких температурах (78 К), после реакции SO3 с атомарным кислородом или фотолиза смесей SO3 — озон.
Монооксид дисеры, субоксид серы — S2O
- Представляет собой бесцветный газ, который при конденсации образует твердое вещество бледного цвета, нестабильное при комнатной температуре;
- был обнаружен Питером Шенком в 1933 году.
Пoсле краткого обзора оксидов серы прилагаю таблицу двух важнейших оксидов серы — сернистого газа и серного ангидрида, так как именно они по большей части встречаются в заданиях ЕГЭ и ОГЭ по Химии.
Реагент | Оксид серы IV – SO2 — Диоксид серы; — газ с резким запахом; — кислотный оксид; — гибридизация серы – sp2; — валентный угол — 120 | Оксид серы VI – SO3 — Триоксид серы; — бесцветная летучая жидкость; — кислотный оксид; — гибридизация серы — sp3; — валентный угол 120 |
Получение | 1) В промышленности: S O2 = SO2 (360 C) 4FeS 7O2 = 2Fe2O3 4SO2 (t) 2) В лаборатории: Na2SO3 H2SO4 = Na2SO4 SO2 H2O (t) Me 2H2SO4 (k) = MeSO4 SO2 2H2O (Me = Cu, Hg, Bi, Ag) 2HBr 2H2SO4 (k) = Br2 SO2 2H2O | 1) В промышленности: 2SO2 O2 = 2SO3 (500 C, V2O5) SO2 O3 = SO3 O2 2) В лаборатории: 2CaSO4 = 2CaO 2SO3 (450 C) 2CuSO4 = 2CuO 2SO3 Na2S2O7 = Na2SO4 2SO3 |
O2 | 2SO2 O2 = 2SO3 Q | ≠ |
H2O | SO2 H2O = H2SO3 | SO3 H2O = H2SO4 |
H2O2 | SO2 H2O2 = H2SO4 | ≠ |
Основные оксиды | SO2 CaO = CaSO3 SO2 Na2O = Na2SO3 | SO3 Na2O = Na2SO4 SO3 CaO = CaSO4 |
Кислотные оксиды | SO2 CO = S 2CO2 (Al2O3, 500 C) SO2 NO2 = SO3 NO (нитрозный способ получения серной кислоты) | ≠ |
Амфотерные оксиды | SO2 Al2O3, BeO, ZnO ≠ | SO3 Fe2O3 = Fe2(SO4)3 |
Основания | SO2 2NaOH = Na2SO3 H2O SO2 Me(OH)x ≠ (Me = Fe, Cr, Al, Sn) SO2 2KOH (расплав) = 3K2SO4 K2S 4H2O (t) | SO3 2NaOH (разб.) = Na2SO4 H2O SO3 Ca(OH)2 = CaSO4 H2O |
Кислоты | SO2 4HI = S↓ 2I2 2H2O SO2 2H2S = 3S 2H2O SO2 2HNO3 (k) = H2SO4 2NO2 SO2 2HNO2 (p) = H2SO4 2NO | SO3 HF = HSO3F (45 C) SO3 HCl = HSO3Cl (20 C, в олеуме) SO3 H2SO4 CaF2 = 2HSO3F CaSO4 SO3 H2SO4 (безводн.) = H2S2O7 3SO3 H2S = 4SO2 H2O |
Соли | SO2 Na2CO3 = Na2SO3 CO2 (20 С) SO2 Na2SO3 = Na2S2O5 (в этаноле) SO2 PCl5 = PClO3 SCl2O (50 — 60 C) | SO3 MeF = MeSO3F (Me = Li, K, NH4) SO3 2KI = K2SO3 I2 SO3 Na2S = Na2SO4 |
Комплексные соли | 3SO2 Na3[Al(OH)6] (P) = Al(OH)3 3NaHSO3 | ≠ |
Неметалл | SO2 O3 = SO3 O2 SO2 2C = S↓ 2CO2 (600 С) SO2 Cl2 = SO2Cl2 (солнечный свет) SO2 F2 = SO2F2 (20 С, Pt) SO2 3F2 = SF6 O2 (650 C) SO2 2H2 = S↓ 2H2O SO2 3S = 2S2O (вакуум, эл. разряд) | 2SO3 C = 2SO2 CO2 10SO3 P4 = P4O10 10SO2 |
Металл | SO2 Me H2O = MeSO3 H2 (активные Ме) SO2 Me = MeS2O4 (Me = Zn, Co; в смеси этанола иводы) | SO3 Mg = MgO SO2 |
ОВР | SO2 Cl2 2H2O = 2HCl H2SO4 SO2 I2 2H2O = 2HI H2SO4 5SO2 2KMnO4 2H2O = K2SO4 2MnSO4 2H2SO4 5SO2 2K2Cr2O7 H2SO4 = K2SO4 Cr2(SO4)3 H2O SO2 2FeCl3 2H2O = 2FeCl2 H2SO4 2HCl SO2 2CuCl2 2H2O = 2CuCl 2HCl H2SO4 | SO3 2HCl = SO2 Cl2 H2O (t) SO3 2HBr = SO2 Br2 H2O (0 C) SO3 8HI = H2S 4I2 3H2O (0 C) |
Сероводород
Получение
сероводорода
- Получение из простых веществ:
S Н2 = H2S
- Взаимодействие минеральных кислот и сульфидов металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа:
FeS 2HCI = H2S↑ FeCl2
5H2SO4(конц.) 8Na = H2S↑ 4Na2SO4 4H2О
AI2S3 6Н2О = 3H2S↑ 2Аl(ОН)3↓
C40H82 41S = 41Н2S 40С
ВидеоПолучение и обнаружение сероводорода
Физические
свойства и строение сероводорода
Сероводород H2S – это бинарное летучее водородное соединение соединение с серой. H2S — бесцветный ядовитый газ, с неприятным удушливым
запахом тухлых яиц. При концентрации > 3 г/м3 вызывает смертельное отравление.
Сероводород тяжелее воздуха и легко конденсируется в бесцветную жидкость. Растворимость в воде H2S при обычной температуре составляет 2,5.
В твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку.
Геометрическая форма молекулы сероводорода представляет собой сцепленные между собой атомы H-S-H с валентным углом 92,1о.
Качественная реакция для обнаружения сероводорода
Для
обнаружения анионов S2- и сероводорода используют
реакцию газообразного H2S с Pb(NO3)2:
H2S Pb(NO3)2 = 2HNO3 PbS↓ черный
осадок.
Влажная бумага, смоченная в растворе Pb(NO3)2 чернеет в присутствии H2S из-за получения черного осадка PbS.
Химические свойства серы
H2S является сильным восстановителем
При взаимодействии H2S с окислителями образуются различные вещества — S, SО2, H2SO4
- Окисление кислородом воздуха:
2H2S 3О2(избыток) = 2SО2↑ 2Н2О
2H2S О2(недостаток) = 2S↓ 2Н2О
H2S Br2 = S↓ 2НВr
H2S Cl2 → 2HCl S↓
H2S 4Cl2 4H2O → H2SO4 8HCl
- Взаимодействие с кислотами-окислителями:
3H2S 8HNО3(разб.) = 3H2SO4 8NO 4Н2О
H2S 8HNО3(конц.) = H2SO4 8NО2↑ 4Н2О
H2S H2SO4(конц.) = S↓ SО2↑ 2Н2О
- Взаимодействие со сложными окислителями:
5H2S 2KMnO4 3H2SO4 = 5S↓ 2MnSO4 K2SO4 8Н2О
5H2S 6KMnO4 9H2SO4 = 5SО2 6MnSO4 3K2SO4 14Н2О
H2S 2FeCl3 = S↓ 2FeCl2 2HCl
2H2S SO2 = 2H2O 3S
3H2S K2Cr2O7 4H2SO4 → 3S Cr2(SO4)3 K2SO4 7H2O
- Сероводородная кислота H2S двухосновная кислота и диссоциирует по двум ступеням:
1-я ступень:
H2S → Н HS—
2-я ступень:
HS— → Н S2-
H2S очень слабая
кислота, несмотря на это имеет характерные для кислот химические свойства. Взаимодействует:
H2S Mg = Н2↑ MgS
- с малоактивными металлами (Аg, Си, Нg) при совместном присутствии окислителей:
2H2S 4Аg O2 = 2Ag2S↓ 2Н2O
H2S ВаО = BaS Н2O
H2S NaOH(недостаток) = NaHS Н2O
H2S 2NaOH(избыток) → Na2S 2H2O
H2S 2NH3(избыток) = (NH4)2S
- с некоторыми солями сильных кислот, если образующийся сульфид металла нерастворим в воде и в сильных кислотах:
CuSO4 H2S = CuS↓ H2SO4
H2S Pb(NO3)2 → PbS↓ 2HNO3
Реакция
с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.
ВидеоВзаимодействие сероводорода с нитратом свинца
Химические свойства галогенов
Химическая активность галогенов увеличивается снизу вверх – от астата к фтору.
1. Галогены проявляют свойства окислителей. Галогены реагируют с металлами и неметаллами.
1.1. Галогены не горятна воздухе. Фтор окисляет кислород с образованием фторида кислорода:
2F2 O2 → 2OF2
1.2. При взаимодействии галогенов с серой образуются галогениды серы:
S Cl2 → SCl2 (S2Cl2)
S 3F2 → SF6
1.3. При взаимодействии фосфора иуглерода с галогенами образуются галогениды фосфора и углерода:
2P 5Cl2 → 2PCl5
2P 3Cl2 → 2PCl3
2F2 C → CF4
1.4. При взаимодействии с металлами галогены проявляют свойства окислителей, образуя галогениды.
Например, железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом фтор, хлор и бром образуются галогениды железа (III), а c йодом — соединение железа (II):
3Cl2 2Fe → 2FeCl3
I2 Fe → FeI2
Аналогичная ситуация с медью: фтор, хлор и бром окисляют медь до галогенидов меди (II),а йод до йодида меди (I):
Cl2 Cu → 2CuCl2
I2 2Cu → 2CuI
Активные металлы бурно реагируют с галогенами, особенно с фтором и хлором (горят в атмосфере фтора или хлора).
Еще пример: алюминий взаимодействует с хлором с образованием хлорида алюминия:
3Cl2 2Al → 2AlCl3
1.5.Водород горит в атмосфере фтора:
F2 H2 → 2HF
С хлором водород реагирует только при нагревании или освещении. При этом реакция протекает со взрывом:
Cl2 H2 → 2HCl
Бром также реагирует с водородом с образованием бромоводорода:
Br2 H2 → 2HBr
Взаимодействие йода с водородом происходит только при сильном нагревании, реакция протекает обратимо, с поглощением теплоты (эндотермическая):
I2 H2 ↔ 2HI
1.6.Галогены реагируют с галогенами. Более активные галогены окисляют менее активные.
Например, фтор окисляет хлор, бром и йод:
Cl2 F2 → 2ClF
2.Со сложными веществами галогены реагируют, также проявляя преимущественно окислительные свойства. Галогены охотно диспропорционируют при растворении в воде или в щелочах.
2.1. При растворении в воде хлор и бром частично диспропорционируют, повышая и понижая степень окисления. Фтор окисляет воду.
Например, хлор при растворении в холодной воде диспропорционирует до ближайших стабильных степеней окисления ( 1 и -1), образует при этом соляную кислоту и хлорноватистую кислоту (хлорная вода):
Cl2 H2O ↔ HCl HClO
При растворении в горячей воде хлор диспропорционирует до степеней окисления -1 и 5, образуя соляную кислоту и хлорную кислоту:
Cl2 6H2O ↔ 5HCl HClO3
Фтор реагирует с водой со взрывом:
2F2 2H2O → 4HF O2
2.2. При растворении в щелочах хлор, бром и йод диспропорционируют с образованием различных солей. Фтор окисляет щелочи.
Например, хлор реагирует с холодным раствором гидроксидом натрия:
Сl2 2NaOH (хол.) → NaCl NaClO H2O
При взаимодействии с горячим раствором гидроксида натрия образуются хлорид и хлорат:
3Cl2 6NaOH (гор.) → 5NaCl NaClO3 3H2O
Еще пример: хлор растворяется в холодном растворе гидроксида кальция:
2Сl2 2Са(OH)2(хол.) → СaCl2 Сa(ClO)2 2H2O
2.3. Более активные галогены вытесняют менее активные галогены из солей и галогеноводородов.
Например, хлор вытесняет йод и бром из раствора йодида калия и бромида калия соответственно:
Cl2 2NaI → 2NaCl I2
Cl2 2NaBr → 2NaCl Br2
Еще одно свойство: более активные галогены окисляют менее активные.
Например, фтор окисляет хлор с образованием фторида хлора (I):
Cl2 F2 → 2Cl F–
В свою очередь, хлор окисляет йод. При этом в растворе образуется соляная кислота и йодная кислота:
Cl2 I2 H2O → HCl HIO3
2.4. Галогены проявляют окислительные свойства, взаимодействуют с восстановителями.
Например, хлор окисляет сероводород:
Cl2 H2S → S 2HCl
Хлор также окисляет сульфиты:
Cl2 H2O Na2SO3 → 2HCl Na2SO4
Также галогены окисляют пероксиды:
Cl2 3H2O2 → 2HCl 2H2O O2
Или, при нагревании или на свету, воду:
2Cl2 2H2O → 4HCl O2 (на свету или кип.)
Химические свойства углерода
При нормальных условиях углерод существует, как правило, в виде атомных кристаллов (алмаз, графит), поэтому химическая активность углерода — невысокая.
1. Углерод проявляет свойства окислителя(с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя(с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому углерод реагирует и с металлами, и с неметаллами.
1.1. Из галогенов углерод при комнатной температуре реагирует с фтором с образованием фторида углерода:
C 2F2 → CF4
1.2. При сильном нагревании углерод реагирует с серой и кремниемс образованием бинарного соединения сероуглерода и карбида кремния соответственно:
C 2S → CS2
C Si → SiC
1.3.Углерод не взаимодействует с фосфором.
При взаимодействии углерода с водородом образуется метан. Реакция идет в присутствии катализатора (никель) и при нагревании:
С 2Н2 → СН4
1.4.С азотом углерод реагирует при действии электрического разряда, образуя дициан:
2С N2 → N≡C–C≡N
1.5. В реакциях с активными металлами углерод проявляет свойства окислителя. При этом образуются карбиды:
4C 3Al → Al4C3
2C Ca → CaC2
1.6. При нагревании с избытком воздуха графит горит, образуя оксид углерода (IV):
C O2 → CO2
при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:
2C O2 → 2CO
Алмаз горит при высоких температурах:
Горение алмаза в жидком кислороде:
Графит также горит:
Графит также горит, например, в жидком кислороде:
Графитовые стержни под напряжением:
2. Углерод взаимодействует со сложными веществами:
2.1. Раскаленный уголь взаимодействует с водяным паром с образованием угарного газа и водорода:
C0 H2 O → C 2O H20
2.2.Углерод восстанавливает многие металлы из основных и амфотерных оксидов. При этом образуются металл и угарный газ. Получение металлов из оксидов с помощью углерода и его соединений называют пирометаллургией.
Например, углерод взаимодействует с оксидом цинка с образованием металлического цинка и угарного газа:
ZnO C → Zn CO
Также углерод восстанавливает железо из железной окалины:
4С Fe3O4 → 3Fe 4CO
При взаимодействии с оксидами активных металлов углерод образует карбиды.
Например, углерод взаимодействует с оксидом кальция с образованием карбида кальция и угарного газа. Таким образом, углерод диспропорционирует в данной реакции:
3С СаО → СаС2 СО
9С 2Al2O3 → Al4C3 6CO
2.3. Концентрированная серная кислота окисляет углерод при нагревании. При этом образуются оксид серы (IV), оксид углерода (IV) и вода:
C 2H2SO4(конц) → CO2 2SO2 2H2O
2.4.Концентрированная азотная кислотой окисляет углерод также при нагревании. При этом образуются оксид азота (IV), оксид углерода (IV) и вода:
C 4HNO3(конц) → CO2 4NO2 2H2O
2.5. Углерод проявляет свойства восстановителя и при сплавлении с некоторыми солями, в которых содержатся неметаллы с высокой степенью окисления.
Например, углерод восстанавливает сульфат натрия до сульфида натрия:
4C Na2SO4 → Na2S 4CO