Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №31/2003

  Учебно-методическое пособие

9 класс

Продолжение. См. 21, 22, 23, 24, 25-26, 27-28, 29, 30/2003

8. Металлы главных подгрупп

Знать: положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева; физические и химические свойства щелочных и щелочно-земельных металлов, алюминия; состав, характер и химические свойства оксидов и гидроксидов металлов; нахождение в природе; применение металлов и их соединений; виды жесткости воды и способы ее устранения; качественные реакции на катионы Li+, Na+, K+, Ca2+, Ba2+, Al3+.
Уметь: давать общую характеристику щелочных и щелочно-земельных металлов, металлов III группы главной подгруппы; составлять уравнения реакций, демонстрирующих основный и амфотерный характер оксидов и гидроксидов металлов; разъяснять явление амфотерности на примере алюминия и его соединений; определять на практике ионы Са2+, Ва2+, Al3+; решать комбинированные задачи.
Основные понятия: щелочные и щелочно-земельные металлы, амфотерность, амфотерные соединения, комплексные соединения, жесткость воды, гидриды.

Контрольные вопросы

1. Какие элементы образуют семейство щелочно-земельных металлов?
2. Где в периодической системе расположены эти элементы?
3. Каковы особенности строения атомов щелочно-земельных металлов?
4. Какая степень окисления характерна для щелочно-земельных элементов в соединениях?
5. Какие связи образуют щелочно-земельные металлы с неметаллами?
6. Перечислите формулы и названия природных соединений кальция.
7. Каково значение кальция для живого организма?
8. Каковы физические свойства кальция?
9. Как нужно хранить кальций?
10. Как можно получить кальций?
11. Перечислите реакции, возможные для кальция. Напишите уравнения этих реакций.
12. В чем сходство гидридов кальция и натрия?
13. Как взаимодействуют с водой гидрид кальция и нитрид кальция? Составьте уравнения реакций.
14. Где применяется кальций?
15. Что такое гашеная и негашеная известь? Где применяются эти вещества?
16. Какие реакции характерны для оксида кальция? Приведите уравнения реакций.
17. Какие реакции возможны для гидроксида кальция? Напишите уравнения реакций.
18. Как можно получить хлорную известь и где она применяется?
19. Что называют известковым молоком и где оно применяется?
20. Что называют известковой водой и где она применяется?
21. Как доказать на опыте, что СаО – основный оксид?
22. Как доказать, что гидроксид кальция – основание?
23. Какова формула гипса? Как он ведет себя при нагревании?
24. Где применяется гипс? На каком свойстве основано его применение?
25. Одинаково ли кальций и магний взаимодействуют с водой? Почему?
26. Какая вода называется жесткой? Чем она неудобна?
27. Какие ионы придают воде жесткость?
28. Назовите два вида жесткости воды.
29. За счет чего образуются хлопья при стирке мылом в жесткой воде?
30. Как образуется накипь? Чем она вредна?
31. Как устранить жесткость воды?
32. Каковы особенности свойств бериллия? Где он применяется?
33. Как оксид и гидроксид бериллия взаимодействуют с щелочами?
34. Как называют двойственность химических свойств этих соединений?
35. Как окрашивают пламя щелочно-земельные металлы?
36. Какой металл данного семейства наиболее активен? Почему?
37. Где применяются щелочно-земельные металлы?
38. Какова валентность щелочно-земельных металлов в соединениях?
39. Каково строение атома алюминия?
40. Какова степень окисления алюминия в соединениях? Почему?
41. Назовите важнейшие природные соединения алюминия.
42. Как получают алюминий в промышленности?
43. Каковы физические свойства алюминия?
44. Как ведет себя алюминий в химических реакциях? Почему?
45. Чем покрыт алюминий с поверхности?
46. Как заставить алюминий взаимодействовать с водой? Напишите уравнения реакций.
47. Как алюминий взаимодействует с неметаллами? Приведите уравнения реакций.
48. Какой элемент является окислителем в реакциях алюминия с кислотами?
49. С какими кислотами алюминий не взаимодействует?
50. Как алюминий взаимодействует с щелочами? Напишите уравнения реакций.
51. Какие еще реакции (кроме реакций с водой, неметаллами, кислотами и щелочами) характерны для алюминия? Приведите соответствующие уравнения реакций.
52. Какие металлы алюминий может восстановить из солей или оксидов?
53. Где применяется алюминий и на каких свойствах основано его применение?
54. Почему не рекомендуется на кухне пользоваться алюминиевой посудой?
55. Как выглядит оксид алюминия и как его можно получить?
56. Какие реакции доказывают амфотерность оксида алюминия? Приведите соответствующие уравнения химических реакций.
57. Каков внешний вид свежеполученного гидроксида алюминия?
58. Как получить гидроксид алюминия в лаборатории? Приведите уравнение соответствующей реакции.
59. Какие реакции доказывают амфотерность гидроксида алюминия? Приведите уравнения реакций.
60. Что происходит с гидроксидом алюминия при нагревании? Подтвердите свой ответ уравнением реакции.
61. Какие элементы составляют семейство алюминия? Где они расположены в периодической системе химических элементов?
62. Как изменяются свойства элементов семейства алюминия и их соединений (оксидов и гидроксидов) с увеличением атомного номера элементов? Почему?
63. Где применяются элементы семейства алюминия и их соединения?

8.1. Решение задач по теме
«Металлы главных подгрупп»

Задача 1. Определите массовую долю гидроксида натрия в растворе, 1 л которого содержит 3 моль гидроксида натрия, если плотность раствора равна 1,12 г/см3.

Решение

(р.в.) = m(р.в.)/m(р-ра), где (р.в.) – массовая доля растворенного вещества, m(р.в.) – масса растворенного вещества, m(р-ра) – масса раствора;

m(р.в. NaOH) = M(NaOH)•(NaOH),

m(р.в. NaOH) = 40 (г/моль)•3 (моль) = 120 г;

m = V,

m(р-ра NaOH) = 1,12 (г/см3)•1000 (см3) = 1120 г;

= 120/1120 = 0,107, или 10,7%.

Задача 2. На нейтрализацию раствора, полученного при растворении натрия в воде, израсходовано 50 мл раствора с массовой долей соляной кислоты 10% и плотностью 1,048 г/см3. Определите массу натрия.

Решение

1. Составим уравнения реакций:

2. Расчет количеств вещества:

(HCl) = (50•0,1•1,048)/36,5 = 0,1436 моль,

(Na) = (NaOH) = (HCl) = 0,1436 моль.

3. Расчет массы натрия:

m(Nа) = 0,1436•23=3,302 г.

Задача 3. К раствору, содержащему 10 г хлорида бария, прибавили раствор, содержащий 10 г сульфата натрия. Осадок отделили фильтрованием, а фильтрат выпарили. Определите массовые доли компонентов в остатке.

Решение

1. Составим уравнение реакции:

2. Расчет количеств вещества:

(ВаСl2) = 10/208 = 0,048 моль,

(Nа2SO4) = 10/142 = 0,07 моль;

2SO4 – в избытке.

При реакции образуется:

(BаSO4) = 0,048 моль и (NaCl) = 2•0,048 = 0,096 моль.

Останется непрореагировавшим:

(Nа2SO4) = 0,07 – 0,048 = 0,022 моль.

3. Расчет массы солей в фильтрате.

Осадок ВаSO4 отделен фильтрованием, в фильтрате находятся Nа2SO4 и NaCl.

m(Nа2SO4) = 0,022•142 = 3,124 г,

m(NаCl) = 0,096•58,5 = 5,616 г.

Масса остатка после упаривания фильтрата:

5,616 + 3,124 = 8,74 г.

4. Расчет массовых долей:

(NaCl) = 5,616/8,74 = 0,643, или 64,3%,

(Nа2SO4) = 100 – 64,3 = 35,7%.

Задания для самоконтроля

1. С какими из предложенных веществ будет реагировать оксид бария: ортофосфорная кислота, оксид серы(IV), оксид бериллия, оксид магния, соляная кислота, оксид фосфора(V), хлорид железа(II)? Составьте уравнения возможных реакций.

2. Запишите уравнения реакций, соответствующие следующим превращениям:

3. Какое природное соединение алюминия имеет большую массовую долю (в %) алюминия: боксит Аl2О3•3Н2О или глина Аl2О3•2SiO2•2Н2О?

4. Определите массовую долю НСl в растворе соляной кислоты массой 200 г, если в нем растворяется металлический алюминий массой 2,7 г.

Ответ. 5,48%.

5. Какую реакцию среды покажет лакмус после сливания растворов серной кислоты массой 100 г (массовая доля Н2SO4 – 0,2) и гидроксида натрия массой 200 г (массовая доля NаОН – 0,1)?

Ответ. Щелочную среду.

6. Смесь карбонатов кальция и магния массой 26,8 г обработали кислотой. При этом выделилось 6,72 л газа (н. у.). Определите массовые доли компонентов в смеси.

Ответ. (СаСО3) = 37,3%; (MgСО3) = 62,7%.

7. Сплав меди с алюминием массой 1 г обработали избытком раствора щелочи, в результате выделилось 336 мл газа
(н. у.). Определите состав исходного сплава в процентах.

Ответ. 27% Al; 73% Cu.

8. При прокаливании 10 г смеси негашеной извести, кальцинированной соды и питьевой соды выделилось 336 мл газа
(н. у.), а при действии на такую же массу смеси хлороводородной кислотой выделилось 1,792 л газа (н. у.). Определите состав смеси в процентах.

Ответ. (СаО) = 21,8%; (Na23) = 53%; (NaHCО3) = 25,2%.

Ответы на задания для самоконтроля

8.1. Решение задач по теме «Металлы главных подгрупп»

И.М.ХАРЧЕВА,
М.А.АХМЕТОВА