Практическое занятие № 5. Решение задач по теме «Неорганические соединения»

Учебная цель: закрепить и обобщить теоретические и практические знания о неорганических соединениях.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Обучающийся должен знать:

- классификацию неорганических соединений;

- химические свойства оксидов, кислот, оснований солей.

Обучающийся должен уметь:

- составлять управления химических реакций с участием основных классов неорганических соединений;

- называть продукты реакции;

- вычислять массу исходного вещества, если известно количество вещества одного из продуктов реакции.

Задачи практического занятия:

1. Закрепить теоретические знания о свойствах металлов.

2. Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

3. Выполнить практические задачи.

4. Ответить на вопросы для контроля.

Обеспеченность занятия:

1. Учебно-методическая литература:

• Габриелян О.С. и др. Естествознание. Химия: учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО. – М., 2017.

1. Справочная литература:

• Периодическая система химических элементов им. Д.И. Менделеева.

1. Тетрадь для практических и контрольных работ.

2. Калькулятор.

3. Ручка.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практического занятия

Неорганические вещества делятся на простые и сложные.

Простыми неорганическими соединениями являются оксиды, основания и кислоты.

Оксидами называются соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.

Общая формула оксида – Э_ХО_У.

Классификация оксидов. Оксиды подразделяются на основные, кислотные, амфотерные и безразличные.

Способы получения оксидов:

а) Горение и окисление простых веществ.

б) Горение и окисление сложных веществ.

в) Разложение некоторых сложных кислородсодержащих веществ (нерастворимых оснований, кислот, солей) при нагревании.

г) Взаимодействие металлов с водой при нагревании.

Химические свойства основных оксидов

а) Взаимодействие с водой. С водой взаимодействуют только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов:

б) Взаимодействие с кислотными оксидами

в) Взаимодействие с кислотами.

Химические свойства кислотных оксидов

а) Взаимодействие с водой

С водой взаимодействует подавляющее большинство кислотных оксидов (не взаимодействует SiO₂) с образованием кислородсодержащей кислоты.

б) Взаимодействие с основными оксидами.

в) Взаимодействие с основаниями

Химические свойства амфотерных оксидов

Амфотерность означает проявление двойственной природы в отношении кислотно-основных свойств. Таким образом, амфотерные оксиды должны проявлять как свойства основных оксидов, так и свойства кислотных оксидов.

а) Взаимодействие с кислотными оксидами

В данном случае амфотерный оксид ведет себя как основный.

б) Взаимодействие с кислотами

В этом случае амфотерный оксид также ведет себя как основный.

в) Взаимодействие с основными оксидами

В данном случае амфотерный оксид ведет себя как кислотный.

г) Взаимодействие с основаниями

Амфотерный оксид ведет себя как кислотный:

Безразличные оксиды по отношению как к основным соединениям, так и к кислотным остаются инертными.

Соединения оксидов с водой называют гидроксидами. Гидроксиды обладают теми же кислотно-основными свойствами, что и оксиды, из которых они произошли. Гидраты основных оксидов проявляют основные свойства, гидраты амфотерных – амфотерные, а гидраты кислотных – кислотные. Первые два вида гидратов образуют один класс соединений – оснований, а последний вид – кислот.

Основаниями называют гидраты основных и амфотерных оксидов. В их состав входят одна или несколько гидроксильных групп.

Общая формула основания – Me(OH)_n, где n – валентность металла.

Кроме того, к основаниям относится гидроксид аммония NH₄OH.

Количество гидроксильных групп в основании определяет его кислотность.

Классификация оснований. Основания подразделяются на щелочи, нерастворимые основания. В последней группе выделяются амфотерные основания.

Щелочи – это основания щелочных и щелочно-земельных металлов и NH₄OH; все они растворимы в воде. Например: NaOH, KOH, Ca(OH)₂.

Остальные основания – нерастворимые основания, например: Cu(OH)₂,

Fe(OH)₂, Ni(OH)₂, Cr(OH)₂. Из нерастворимых оснований в отдельную группу выделяются амфотерные основания, которым соответствуют амфотерные оксиды, например: Be(OH)₂, Zn(OH)₂, Al(OH)₃.

Способы получения оснований

а) Щелочи получают действием воды на оксиды щелочных и щелочноземельных металлов.

б) Щелочи получают также действием воды на щелочные и щелочно-земельные металлы.

в) Щелочи получают электролизом водных растворов солей.

г) Нерастворимые основания получают действием щелочей на соли.

Химические свойства

а) Электролитическая диссоциация. Щелочи подвергаются электролитической диссоциации с образованием аниона гидроксила, что обусловливает окраску индикаторов: фенолфталеина в малиновый цвет, лакмуса – в синий.

б) Взаимодействие с солями. Щелочи взаимодействуют с солями с образованием нерастворимых оснований или нерастворимых солей.

в) Щелочи взаимодействуют с амфотерными оксидами.

г) Все основания взаимодействуют с кислотами, с кислотными оксидами.

д) Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются с образованием оксида и воды.

е) Амфотерные основания, кроме свойств, указанных для нерастворимых оснований, проявляют кислотные свойства: взаимодействуют с основными оксидами и щелочами.

Кислотами называются соединения, содержащие атомы водорода, способные давать катионы Н⁺ и замещаться атомами металлов или группами атомов (NH⁴⁺, ZnOH⁺, AlOH²⁺ и т.д.).

Общая формула кислоты – H_nA, где n – валентность кислотного остатка А.

По числу атомов водорода (n) определяется основность кислоты (кислоты бывают одноосновными, двух-, трех- и четырехосновными).

Способы получения кислот

а) Кислородсодержащие кислоты получают действием воды на соответствующие кислотные оксиды (ангидриды).

б) Кислота (кислородсодержащая или бескислородная) получается реакцией обмена между ее солью и другой кислотой, если в результате реакции образуется летучая или малорастворимая или малодиссоциируемая кислота.

в) Бескислородные кислоты получают по реакции синтеза водорода с неметаллом.

Химические свойства кислот

а) Электролитическая диссоциация. Кислоты подвергаются электролитической диссоциации с образованием катиона Н+, что обусловливает окраску индикаторов: метилоранжа – в розовый цвет, лакмуса – в красный.

б) Кислоты взаимодействуют с металлами с образованием соли.

в) Кислоты взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами с образованием соли и воды.

г) Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды.

д) Кислоты взаимодействуют с солями, протекает реакция ионного обмена.

е) Разложение кислот. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании (H₂SiO₃, HNO₂), а некоторые – при комнатной температуре.

Соли – это продукты взаимодействия кислот с основаниями. Соль – это продукт замещения атомов водорода в кислороде на металл или продукт замещения гидроксильных групп в основании на кислотные остатки.

Общая формула соли – К_ХА_У,

где К – катион; А – анион.

Соли подразделяются на средние (нормальные) соли, которые являются продуктами полного замещения водорода кислоты на металл и полного замещения гидроксильных групп на кислотный остаток; кислые соли, которые являются продуктами неполного замещения водорода кислоты на металл, и основные, которые являются продуктами неполного замещения гидроксильных групп на кислотный остаток.

Реакции получения и химические свойства солей описаны при изучении соответствующих разделов кислот и оснований.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию

1. Приведите примеры получения оксидов.

2. Какими химическими свойствами обладают основные оксиды?

3. Какие способы получения оснований Вы знаете?

Задания для практического занятия:

1. Решить предложенные задачи.

2. Правильно оформить их в тетрадь для практических и контрольных работ.

3. Ответить на вопросы для контроля.

4. Отчитаться о выполненной работе преподавателю.

Задание 1

Решите задачу согласно варианту:

Образец решения задания № 1

Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.

Алгоритм решения

Дано:

V_пр(SO₂) = 3 л

W_пр(SO₂) = 90%

Найти: m(Cu) - ?

Решение:

Ответ: m(Cu) = 9,52 г.

Задание 2

Решите задачу согласно варианту:

Образец решения задания № 1

Рассчитать процентную концентрацию раствора, полученного растворением 80 г сахара в 160 г воды.

Алгоритм решения

Ответ: процентная концентрация составит 33,3%.

Задание 3

Решите задачу согласно варианту:

Образец решения задания № 3

Какую массу оксида кальция и какой объем углекислого газа (н.у.) можно получить при термическом разложении 20 г известняка, содержащего 80 % карбоната кальция?

Алгоритм решения

Ответ: m(CaO) = 8.96 г., V(CO₂) = 3,58 л.

Вопросы для контроля

1. Перечислите основные химические свойства солей?

2. Запишите способы получения солей?

3. Запишите, где в вашей профессии и в жизни применяются соли.

Форма контроля выполнения практического задания:

Выполненная работа представляется преподавателю в тетради для выполнения практических и контрольных работ по дисциплине «Естествознание».

5