как определить что выделяется газ

Реакции, идущие с выделением газа

Теория

Реакции между ионами называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций — ионными уравнениями.

В соответствии с правилом Бертолле реакции обмена протекают до конца только тогда, когда образуются твердое малорастворимое соединение (осадок), легколетучее вещество (газ) или малодиссоциирующее соединение (очень слабый электролит, в том числе и вода).

Реакцию обмена в растворе принято изображать 3 уравнениями:

— полным ионным уравнением

— сокращенным ионным уравнением

При написании ионных уравнений следует обязательно руководствоваться таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде, т.е. обязательно проверять растворимость реагентов и продуктов, отмечая это в уравнениях.

В ионных уравнениях формулы веществ записывают в виде ионов или в виде молекул.

В виде ионов записывают формулы: сильных кислот; сильных оснований; растворимых в воде солей.

В виде молекул записывают формулы: воды; слабых кислот; слабых оснований; малорастворимых солей; амфотерных гидроксидов; оксидов; газообразных веществ.

Реакции обмена в водных растворах электролитов могут быть:

1) практически необратимыми, т.е. протекать до конца;

2) обратимыми, т.е. протекать одновременно в двух противоположных
направлениях.

Рассмотрим примеры реакций ионного обмена, протекающих до конца. 1. Реакции с образованием малорастворимых веществ, выпадающих в осадок.

Составим молекулярное и ионные уравнения реакции между нитратом серебра (I) и хлоридом натрия:

Эта реакция обмена необратима, потому что один из продуктов уходит из раствора в виде нерастворимого вещества (осадка).

2. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующих веществ (слабых электролитов).

Составим молекулярное и ионные уравнения реакции нейтрализации между растворами гидроксида калия и азотной кислоты:

В результате реакции нейтрализации ионы водорода и гидроксид-ионы образуют малодиссоциирующие молекулы воды. Процесс нейтрализации идет до конца, т.е. эта реакция необратима.

3. Реакции, протекающие с образованием газообразных веществ.

Запомни! Угольная, сернистая кислоты и гидроксид аммония неустойчивые соединения и распадаются:

Составим молекулярное и ионные уравнения реакции между растворами гидроксида натрия и хлоридом аммония:

Реакции обмена, если среди исходных веществ имеются слабые электролиты или малорастворимые вещества, являются обратимыми, т.е. до конца не протекают.

Если исходными веществами реакций обмена являются сильные электролиты, которые при взаимодействии не образуют малорастворимых или малодиссоциирующих веществ, то такие реакции не протекают. При смешивании их растворов образуется смесь ионов, которые не соединяются друг с другом. Примером данной реакции может служить реакция между хлоридом натрия и нитратом кальция. Уравнения таких реакций обмена не записывают.

Таким образом, реакции ионного обмена идут в направлении связывания ионов.

@Задание. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между веществами: сульфидом калия и соляной кислотой, гидроксидом меди (II) и азотной кислотой, нитратом свинца (II) и сульфатом калия, карбонатом магния и соляной кислотой, хлоридом железа (III) и нитратом серебра, гидроксидом бария и серной кислотой, гидроксидом натрия и нитратом аммония.

Задача 1.(образец) В 100 г воды растворили 20 г соли. Рассчитайте массовую долю соли в %.

Ответ: массовая доля соли 16,67%.

@Задание. Используя образец решения задачи 1., реши следующую задачу:

Задача 2. В 200 г спирта растворили 50 г йода. Рассчитайте массовую долю йода в %.

Задача 3.(образец) Сколько граммов воды и нитрата натрия нужно взять, чтобы приготовить 80г 5%-го раствора?

Ответ: нужно взять 76 граммов воды и 4 г нитрата натрия.

@Задание. Используя образец решения задачи 3., реши следующую задачу:

Задача 4. Сколько граммов йода и спирта нужно взять для приготовления 30г 5%-го раствора йодной настойки?

Лабораторное занятие №1

«Реакции ионного обмена»

Цель:экспериментальное подтверждение знаний об условиях протекания реакций ионного обмена до конца, выработка умений по составлению ионных уравнений реакций.

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы:

штатив с пробирками, растворы сульфата меди (II), сульфата алюминия, гидроксида натрия, нитрата бария, сульфита натрия, карбоната натрия, серной кислоты, хлорида железа (III), фенолфталеина.

Реакции, идущие с образованием осадка

Опыт №1

Налейте в пробирку 3-4мл раствора сульфата меди (II) и добавьте немного раствора гидроксида натрия.

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт №2.

Налейте в пробирку 3-4мл раствора сульфата алюминия и добавьте немного раствора нитрата бария.

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт №3

Налейте в пробирку 3-4мл раствора сульфита натрия и добавьте столько же раствора серной кислоты.

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 4

Налейте в пробирку 3-4мл раствора карбоната натрия и добавьте столько же раствора серной кислоты.

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего

Вещества.

Опыт №5

Налейте в пробирку 3-4мл раствора гидроксида натрия и добавьте две-три капли фенолфталеина. Затем прилейте раствор серной кислоты.

Запишите наблюдения: ____________________________________________

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Экспериментальные задания. Растворить образовавшийся в опыте № 1 осадок, и записать при этом происходящие реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде:

Запишите наблюдения: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Какие реакции называются ионными?

2. В каких случаях реакции ионного обмена протекают до конца?

3. В каком направлении протекают реакции ионного обмена?

4. Объясните, почему в опытах №1 и №2 образовались осадки?

5. Объясните, почему в опытах №3 и №4 выделились газообразные вещества?

6. Какими еще кислотами можно было подействовать на растворы сульфита натрия и карбоната натрия (в опытах №3 и №4), чтобы получить аналогичные результаты?

7. Объясните, почему в опыте №5 произошло обесцвечивание? Как называется реакция между щелочью и сильной кислотой?

8. В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов являются необратимыми?

9.В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов являются обратимыми?

10.В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов не протекают?

12.Формулы каких веществ в ионных уравнениях записывают в виде ионов?

13.Формулы каких веществ в ионных уравнениях записывают в виде молекул?

Лабораторное занятие №2

«Испытание растворов солей индикаторами.

Цель:отработка практических навыков определения среды раствора соли, составления уравнений реакций гидролиза солей по первой стадии.

Теория

Вода по отношению к веществам может быть растворителем, реагентом. В том случае, когда вода выступает средой реакции и реагентом, говорят о процессе гидролиза.

При гидролизе, как правило, степени окисления элементов сохра­няются, на основании чего и составляются уравнения гидролиза:

МAn + HOH = MOH + HАn

Соль основание кислота

Гидролизу не подвергаются:

1) соли, нерастворимые в воде;

2) растворимые соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием.

Гидролизу подвергаются:

1) растворимые соли, в состав которых входит хотя бы один сла­бый ион (Na₂C0₃, CuS0₄, NH₄F и т. д.).

Это обратимый гидролиз.

2) Соли, напротив которых в таблице растворимости стоит про­черк, необратимо гидролизируются:

При составлении уравнений обратимого гидролиза по первой стадии следует при­держиваться следующего алгоритма:

Образец №1. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием

1. Записать уравнение диссоциации соли. Na₂C0₃ Û 2Na + + C0₃ 2-

2. Выбрать слабый ион: катион или анион.

Это случай гидролиза по аниону.

Образец №2. Соль образована сильной кислотой и слабым основанием

2. Выбрать слабый ион: катион или анион.

4. Определить среду раствора кислая

Это случай гидролиза по катиону.

Если соль образована слабой кислотой и слабым основанием (например, NH₄NO₂), то проходит гидролиз и по катиону и по аниону.

Гидролиз солей, образованных многоосновными кислотами и многокислотными основаниями идет ступенчато. Каждая последующая стадия идет в меньшей степени, чем предыдущая.

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы:

штатив с пробирками; универсальная индикаторная бумажка, растворы солей

сульфата натрия, нитрата меди (II), сульфида натрия.

Задание №1 Испытание растворов солей индикатором.Налейте в пробирку немного раствора каждой соли, а затем испытайте действие растворов этих солей на универсальной индикаторной бумажке. Занесите данные в таблицу, укажите среду раствора знаком «+».

Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Задание №2.Напишите уравнения реакций гидролиза соли, раствор которой имел кислую среду.

Задание №3.Напишите уравнения реакций гидролиза соли, раствор которой имел щелочную среду.

1. Что называется гидролизом соли?

2. В чем сущность гидролиза солей?

3. Какие соли подвергаются гидролизу?

4. Какие соли гидролизуются по аниону? Почему? Приведите примеры таких солей.

5. Какие соли гидролизуются по катиону? Почему? Приведите примеры таких солей.

6. Какие соли гидролизуются и по катиону и по аниону? Приведите примеры таких солей.

7. Для каких солей гидролиз протекает необратимо? Приведите примеры таких солей.

8. Какие соли не гидролизуются? Почему?

9. Какие соли гидролизуются ступенчато? Приведите примеры таких солей.

Практическое занятие №2

«Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса».

Цель: систематизация и углубление знания об окислительно-восстановительных реакциях, отработка практического навыка всоставлении уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.

Теория.

Окислительно-восстановительными называются реакции, в ходе которых хотя бы один элемент изменил свою степень окисления.

ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ

(с примерами)

1.У свободных атомов и у простых веществ с. о. равна 0.

а) у металлов главной подгруппы I группы +1;

б) у металлов главной подгруппы II группы +2;

4. В соединениях с неметаллами у водорода с. о. +1,
а с металлами-1:

5. В соединениях сумма с. о. всех атомов равна 0.

Метод электронного баланса.

При расстановки коэффициентов методом электронного баланса придерживаются следующего алгоритма:

1. Расставить степени окисления всех элементов.

2. Выбрать элементы, изменившие степень окисления.

3. Выписать эти элементы и показать схематично переход элек­тронов (составить электронный баланс).

4. Число перешедших электронов снести крест накрест и, если нуж­но, сократить. Эти числа будут коэффициентами в уравнении.

5. Расставить коэффициенты из электронного баланса.

6. Сравнением числа атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения реакции определить и проставить недостающие коэффициенты.

Примечание: Индекс в молекулах простых веществ переносится в электронный баланс, индексы из формул сложных веществ в баланс не переносятся.

Коэффициенты, взятые из электронного баланса, подчеркнуты од­ной чертой.

@Задание. Расставьте коэффициенты в схемах реакций методом элек­тронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, про­цессы окисления и восстановления.

1.Какие реакции называются окислительно-восстановительными?

2.Какова с.о. простых веществ?

3.У каких элементов с.о. постоянная?

4.Кто такие восстановители? Какой процесс с ними при этом происходит? Приведите примеры.

5.Кто такие окислители? Какой процесс с ними при этом происходит? Приведите примеры.

6.На конкретном примере покажите алгоритм проставления коэффициентов методом электронного баланса.
Лабораторное занятие №3

«Свойства алюминия и его соединений»

Цель:закрепление знаний о свойствах алюминия и его соединений; проведение опытов, подтверждающих химические свойства алюминия по отношению к различным кислотам, получение гидроксида алюминия косвенным способом, экспериментальное подтверждение амфотерных свойств гидроксида алюминия.

Теория:

Алюминий является восстановителем и реагирует со многими простыми и сложными веществами.

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы:штатив с пробирками, спиртовка, алюминиевые стружки, лучинка; растворы серной, соляной и азотной кислоту, растворы сульфата или хлорида алюминия, азотная кислота (плотность 1,4 г/см 3 ), 30 %-ный раствор гидроксида натрия.

Теория.

Химические свойства железа. В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними.

1. При нагревании с хлором образует хлорид железа (III)

2. При нагревании с кислородом образует Fe₃0₄

образованием гидроксида железа (III)

8. Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных,

щелочноземельных металлов и алюминия. Поэтому с водой реагирует при высокой температуре раскаленное железо с образованием Fe₃0₄ и выделением газообразного водорода.

9. Реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из них

водород и образуя двухвалентные соли. При обычной температуре железо не реагирует с концентрированной серной кислотой, т.к. пассивируется ею. Но при нагревании концентрированная серная кислота реагирует с железом с образованием сульфата железа (III), оксида серы (IV) и воды.

10. Концентрированная азотная кислота пассивирует железо, а разбавленная окисляет его до нитрата железа (III), оксида азота (II) и воды.

12. Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений.

Порядок выполнения работы.

Оборудование и реактивы:

штатив с пробирками; растворы сульфата железа (II), хлорида железа (III), гидроксида натрия или калия, серной и соляной кислот, перманганата калия.

Теория

Качественный анализ позволяет определить из каких элементарных веществ состоит данное сложное вещество или смесь.

Таблица распознавания анионов

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы: растворы карбоната натрия, хлорида бария, хлорида натрия, бромида натрия, иодида калия, фосфата натрия, нитрата серебра, соляной кислоты, серной кислоты, известковая вода, универсальная индикаторная бумага, пробирки, пробиркодержатель.

Теория

Алканы – это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Состав их отражает общая формула

Первые четыре члена гомологического ряда метана получили исторически сложившиеся названия. Основой названия следующих алканов нормального строения стали греческие числительные (см. таблицу).

Для составления названий органических веществ по номенклатуре ИЮПАК необходимо знать формулы и названия радикалов. Радикал – это одновалентная частица, которая получается при отщеплении от молекулы алкана атома водорода, т.е. частица, содержащая неспаренный электрон. Название радикала происходит от названия соответствующего алкана с заменой суффикса –ан на суффикс –ил(см. таблицу).

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковые молекулярные, но разные структурные формулы и, следовательно, разные свойства.

Например, у вещества бутана, имеющего формулу С₄Н_10, есть два изомера, имеющие следующие структурные формулы

Запомни! Чтобы среди веществ найти изомеры, надо структурные формулы свернуть в молекулярные. У изомеров молекулярные формулы будут одинаковые. Например:

В соответствии с международной номенклатурой следует придерживаться следующих правил при составлении названия алканов.

1. В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь).

2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление – боковая цепь.

3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т.д.), то перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.

4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи.

Задание 1.(образец) Назовите вещества

Источник

Задачи на примеси. Примесь

Задачи на примеси — это разновидность задач на материальный баланс (массовую долю). Большинство минералов природного происхождения состоит из смеси разных веществ. Чистые вещества в природе встречаются крайне редко. Образцы породы, минералы и т.д. зачастую содержат основное вещество и примеси.

Примеси — это дополнительные вещества, которые содержатся в минерале, помимо основного вещества, и доля которых относительно невелика.

Как правило, в химических задачах не уточняют состав примесей. Такие примеси считаются химически инертными и не вступают в химические реакции. Если указан состав примесей, необходимо проверять, не вступают ли они в химические реакции.

Для решения задач на примеси можем использовать формулу массовой доли примеси:

m_прим. — масса примеси, г

m — масса образца, г

1. Какой объем воздуха (н. у.) необходим для сгорания 10 г серы, содержащей 2% негорючих примесей?

2. Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при обработке 15 г карбоната натрия, содержащего 15% примесей, избытком соля­ной кислоты?

3. Из 12 кг цинковой обманки, содержащей 75% cульфида цинка и несульфидные примеси, при действии избытка соляной кислоты, теоретически можно получить _____ л сероводорода.

4. Сколько килограммов фосфора может быть получено из 1 тонны фосфорита Ca₃(PO₄)₂, содержащего 40% нефосфатных примесей?

5.Сколько грамм оксида алюминия, содержащего 8% примесей, потребуется для получения 500 г нитрата алюминия в реакции с азотной кислотой.

6.Сколько кг 96%-ного раствора серной кислоты получится из 10 кг пирита, содержащего 5% примесей?

7.Технический образец сульфида железа (II) массой 25г содержащий 2,5% примесей, обработали избытком разбавленного раствора серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через избыток раствора нитрата свинца (II). Вычислите массу выделившегося осадка

8.Определить массовую долю примесей в образце известняка, если при действии на 1 кг его избытком азотной кислоты выделяется 200 л (н.у.) углекислого газа.

9. Технический цинк массой 150 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось 44,8 л газа (н.у.). Определить массовую долю примесей в образце цинка.

10. Чему равна масса пирита, содержащего 10% примесей, если при обжиге этой порции пирита получили 44,8 л сернистого газа?

11. Образец хлорида бария, загрязненный хлоридом натрия обработали в водном растворе избытком сульфита натрия. Вы­павший осадок отфильтровали и затем обработали избытком бромоводородной кислоты. Объем выделившегося газа оказался равным 4,09 л (н.у.). Вычислите массовую долю основного вещества в образце, которого взяли 40 г.

12. При обработке избытком хлороводородной кислоты 25 г цинковой руды, содержащей ZnS и нерастворимые в кислотах примеси, выделяется газ. При полном поглощении этого газа раствором сульфата меди (II) образуется осадок, при прокаливании которого в избытке кислорода получается 8 г оксида меди (II). Определите, содержали примесей в руде в массовых процентах.

13. Образец карбоната кальция массой 20,0 г, загрязненный сульфатными примесями, обработали избытком азотной кислоты. Объем образовавшегося газа, измеренный при 25°С и нормальном давлении, составил 4,66 л. Вычислить массовую долю примесей в исходном образце.

14. При дегидроциклизации технического гептана массой 147,4 г получен толуол массой 128,8 г. Найдите массовую долю примесей в техническом гептане.

15. При действии избытка раствора соляной кислоты на 48 г технического карбида кальция образовалось 13,44 л аце­тилена (н.у.). Найдите массовую долю примесей в техни­ческом карбиде кальция.

16. Найдите массовую долю примесей в техническом карби­де кальция, если при пропускании газа, полученного дей­ствием воды на 1,6 г карбида, через бромную воду в ре­акцию вступило 7,2 г брома.

17. Какая масса образца иодида калия, загрязненного примесью нитрата калия (массовая доля его равна 3%) была обработана избытком нитрата серебра, если при этом образовалось 47 г осадка?

18. Фосфор, полученный восстановлением 77,5 т руды, содержащей по массе 80% фосфата кальция и 20 % невосстанавливающихся примесей, использовали для получения ортофосфорной кислоты. Определите массу полученной кислоты, если выход на всех стадиях процесса считать равным 100 %.

19. Образец сульфида алюминия, загрязненный сульфидом цинка (массовая доля 0,02), обработали избытком воды. Об­разовавшийся газ полностью прореагировал с хлоридом меди (II) в водном растворе, при этом выпало 5,28 г осадка. Чему была равна масса взятого образца сульфида алюминия?

20. Какой объем ацетилена (н. у.) образуется, если 10 г кар­бида кальция, содержащего 4% примесей, обработать избытком воды?

Источник