Лабораторная работа. Свойства соединений серы.

Свойства соединений серы.

Задания для самостоятельного выполнения:

1. Составление конспектов «Сера, сероводород, сульфиды в составе серы», «Производство серной кислоты из отходящих продуктов нефтепереработки. Применение серной кислоты при переработке нефтепродуктов».

2. Подготовка презентации «Охрана атмосферного воздуха от загрязнения вредными соединениями серы».

3. Составление конспекта «Тиосерная кислота. Тиосульфат натрия, его получение, свойства, применение».

4. Закончите уравнения следующих реакций:

а) H₂SO_4(конц.) + Ag

б) H₂SO_4(разб.) + Mg

в) CaCO₃ + SO₃

г) H₂SO_4(разб.) + Al

д) SO₃ + Ba(OH)₂

е) SO₃ + CaO

ж) H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂

з) H₂SO₄ + Na₂S

5. Составьте уравнения реакций следующих превращений:

 

H₂SO₃ SO₂ S H₂S SO₂ SO₃ H₂SO₄

 

H₂SO₄ ZnSO₄ ZnS CuS Na₂SO₃ Na₂SO₄ BaSO₄

 

Форма контроля самостоятельной работы:

выполнение и сдача лабораторной и практической работ.

 

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Охарактеризуйте положение серы в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

2. Какие реакции называются реакциями горения?

3. Какие степени окисления характерны для серы в соединениях?

4. Что является качественной реакцией на сульфат-ион?

5. Чем отличается действие разбавленной и концентрированной серной кислоты на металлы?

 

Тема 2.3

Подгруппа азота

Основные понятия и термины по теме: азот, аммиак, азотная кислота, нитраты, фосфор, минеральные удобрения.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Общая характеристика подгруппы азота. Азот, его значение, получение. Химические и физические свойства.

2. Аммиак, получение, физические и химические свойства, применение. Производные аммиака: гидроксид аммония, соли аммония. Получение, свойства, применение.

3. Азотная кислота. Физические и химические свойства. Взаимодействие с металлами. Нитраты, свойства, применение. Соединения азота как азотные удобрения.

4. Фосфор. Его соединения. Минеральные удобрения.

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Главная подгруппа V группы периодической системы содержит 5 элементов – азот, фосфор, мышьяк, сурьму и висмут. Азот и фосфор – неметаллы, мышьяк и сурьма имеют промежуточный характер, а висмут – металлический.

Азот. Газ, без цвета, запаха и вкуса; плохо растворим в воде. Основной компонент воздуха (78% по объему, 75,6% по массе).

Получение:

1. Промышленный способ. Перегонка жидкого воздуха.

2. Лабораторный способ. Разложение нитрита аммония: NH₄NO₂ N₂ + 2H₂O

Химические свойства:

- отношение к металлам 6Li + N₂ 2Li_ЗN (нитрид лития)

3Mg + N₂ Mg_ЗN₂ (при высоких температурах)

- отношение к неметаллам N₂ + O₂ 2NO (в природе – во время грозы)

N₂ + 3H₂ 2NH₃ (в присутствии катализатора с использованием давления и высокой температуры).

Аммиак. NH₃ - бесцветный газ, запах резкий, удушливый, ядовит, легче воздуха.

Получение:

1. Промышленный способ: N₂ + 3H₂ 2NH₃

2. Лабораторный способ. Нагревание солей аммония со щелочами.

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ CaCl₂ + 2NH₃ + 2Н₂O

Химические свойства:

- Разложение при нагревании 2NH₃ N₂ + 3H₂

- Горение в кислороде

a) без катализатора 4NH₃ + 3O₂ 2N₂ + 6Н₂O

б) каталитическое окисление 4NH₃ + 5O₂ 4NO + 6Н₂O

Соли аммония – сложные вещества, в состав которых входят катионы аммония NH₄⁺, связанные с кислотным остатком. Кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

Получение:

- взаимодействие с кислотой NH₃ + HNO₃ NH₄NO₃

Химические свойства:

- взаимодействие со щелочами NH₄Cl + NaOH NaCl + NH₃ + Н₂O

- разложение при нагревании:

a) если кислота летучая NH₄Cl NH₃ + HCl

б) если анион проявляет окислительные свойства NH₄NO₃ N₂O + 2Н₂O

- с кислотами и солями (NH₄)₂CO₃ + 2НCl 2NH₄Cl + Н₂O + CO₂

- соли аммония подвергаются гидролизу NH₄Cl + Н₂O NH₄OH + HCl

Азотная кислота. Бесцветная жидкость, неограниченно растворимая в воде.

Очень сильная кислота. t°пл.= -41°C; t°кип.= 82,6°С, r = 1,52 г/см³Диссоциирует в водном растворе практически нацело:

HNO₃ H⁺ + NO^-₃

Химические свойства:

Реагирует:

- с основными оксидами CuO + 2HNO₃ Cu(NO₃)₂ + H₂O

- с основаниями HNO₃ + NaOH NaNO₃ + H₂O

- вытесняет слабые кислоты 2HNO₃ + Na₂CO₃ 2NaNO₃ + H₂O + CO₂

из их солей

При взаимодействии с металлами никогда не выделяется водород

4HNO₃ + Cu Cu(NO₃)₂ +2NO₂ + 2H₂O

С неметаллами:азотная кислота превращается в NO (или в NO2); неметаллы окисляются до соответствующих кислот: S + 6HNO₃(конц) H₂S+6O₄ + 6NO₂ + 2H₂O

Соли азотной кислоты (нитраты). Для изготовления пороха, получения азотной кислоты, используется как удобрение.

Химические свойства:

- нитраты щелочных металлов разлагаются до нитритов:

2NaNO₃ 2NaNO₂ + O₂

- нитраты менее активных металлов (от щелочноземельных до меди) разлагаются до оксидов: 2Mg(NO₃)₂ 2MgO + 4NO₂ + O₂

- нитраты наименее активных металлов разлагаются до металлов:

Hg(NO₃)₂ Hg + 2NO₂ + O₂

Фосфор. Важнейшие аллотропные модификации: белый, красный и черный фосфор.

Получение:

Красный и черный фосфор получают из белого. Белый фосфор получают восстановлением фосфата кальция (сплавление в электрической печи):

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

Соединения фосфора: PH₃ фосфин – газ, с неприятным запахом тухлой рыбы, бесцветный, малорастворим в воде, нестоек, ядовит. Получение: фосфиды щелочных и щелочноземельных металлов разлагаются водой и кислотами с образованием фосфина:

Ca₃P₂ + 6HCl 3CaCl₂ + 2PH₃

P₂O₃ Фосфористый ангидрид (оксид фосфора (III)) - белые кристаллы. Существует в виде нескольких модификаций. В парах состоит из молекул P₄O₆. P₂O₃ соответствует фосфористая кислота H₃PO₃. Получение: окисление фосфора при недостатке кислорода 4P + 3O₂ 2P₂O₃

P₂O₅ Фосфорный ангидрид (оксид фосфора (V)) - белые кристаллы. Имеет несколько модификаций. В парах состоит из молекул P₄H₁₀, очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и жидкостей). Получение: 4P + 5O₂ 2P₂O₅

HPO₃ Метафосфорная кислота. Характерны все свойства кислот. Получение:

P₂O₅+ H₂O 2HPO₃

H₃PO₃ Фосфористая кислота. Бесцветное кристаллическое вещество; t°пл.= 74°С, хорошо растворимое в воде. Получение: PCl₃+ 3H₂O H₃PO₃+ 3HCl

H₃PO₄ Ортофосфорная кислота. Белое твердое вещество, гигроскопичное, хорошо растворимое в воде. Ортофосфорная кислота - средней силы, не является окислителем, трехосновная. Она образует средние соли - ортофосфаты (Na₃PO₄) и два типа кислых солей - дигидрофосфаты (NaH₂PO₄) и гидрофосфаты (Na₂HPO₄). Получение: P₂O₅+ 3H₂O 2H₃PO₄