«Вещество и энергия» - Углеводы. Сохраним нашу природу. Зачем животные едят? Составьте пищевую сеть. Признаки живого организма. Семья синиц за лето съедает 35 тыс. гусениц. Кислород. Не нравилось старику, как ухала и вздыхала Сова. Гриф. Замолкнут сразу дятла стук И птичьи голоса. Составьте пищевую цепь. Трава. Жиры. Холоднокровные.
«Свойства живого вещества» - Рефлексия: Уровни организации жизни: Критерии жизни: Изучение новой темы. Почему существует множество понятий «ЖИЗНЬ», но нет ни одного краткого и общепринятого? Как проявляются свойства живого на различных уровнях организации? Выделите основные признаки понятия «Биологическая система». Организационный момент.
«Количество вещества» - Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе вещества. Сколько структурных единиц содержится в 1 моле? Эпиграф. 1. В мерный цилиндр отмерьте 12 столовых ложек воды. Измеряется г\моль. Показывает массу в 1 моль вещества. Урок - исследование: «Количество вещества. Имеет числовое значение 6,02 · 1023.
«Вещество» - В настоящее время известно чуть более ста видов атомов. А если облаков нет, а светит Солнце? Сделайте соответствующие выводы. Проведение. По словарю найдите толкование понятия «экстракция». Аналогично (о с т о р о ж но!) проведите выпаривание 3–4 мл раствора сахара. На Земле с физическими веществами вы практически никогда не сталкиваетесь.
«Вещество в химии» - Газообразные вещества. Химические. Ацетон. Углекислый газ. Способность реагировать с другими веществами. Физические. Подберите нужное слово. Свойства веществ. Простые вещества. Жидкие вещества. Сложные вещества. Вода. Кислород. Сегодня мы начинаем изучать одну из самых древних из важных наук- химию.
«Классификация веществ» - Классификация веществ. Кислотным. Гидроксидом не является: Исключите лишнее по классификационной характеристике вещество. Массовые доли элементов в соединении равны: калия – 43,1%, хлора – 39,2%,кислорода – 17,7%. Простые вещества-металлы. Распределите вещества. Серебро. Металлы и неметаллы. Углерод.
Задание С2 ЕГЭ по химии представляет собой описание химического эксперимента, в соответствии с которым нужно будет составить 4 уравнения реакции. По статистике, это одно из самых сложных заданий, очень низкий процент сдающих с ним справляется. Ниже приводятся рекомендации по поводу решения задания С2.
Во — первых, чтобы верно решить задание С2 ЕГЭ по химии нужно правильно представлять себе те действия, которым подвергаются вещества (фильтрование, выпаривание, обжиг, прокаливание, спекание, сплавление). Необходимо понимать, где с веществом происходит физическое явление, а где – химическая реакция. Наиболее часто используемые действия с веществами описаны ниже.
Фильтрование – способ разделения неоднородных смесей с помощью фильтров – пористых материалов, пропускающих жидкость или газ, но задерживающих твёрдые вещества. При разделении смесей, содержащих жидкую фазу, на фильтре остается твердое вещество, через фильтр проходит фильтрат .
Выпаривание - процесс концентрирования растворов путём испарения растворителя. Иногда выпаривание проводят до получения насыщенных растворов, с целью дальнейшей кристаллизации из них твердого вещества в виде кристаллогидрата, или до полного испарения растворителя с целью получения растворенного вещества в чистом виде.
Прокаливание –
нагревание вещества с целью изменения его химического состава. Прокаливание может проводиться на воздухе и в атмосфере инертного газа. При прокаливании на воздухе кристаллогидраты теряют кристаллизационную воду, например, CuSO 4 ∙5H 2 O→CuSO 4 + 5H 2 O
Термически нестойкие вещества разлагаются:
Cu(OH) 2 →CuO + H 2 O; CaCO 3 → CaO + CO 2
Спекание, сплавление –
это нагревание двух и более твердых реагентов, приводящее к их взаимодействию. Если реагенты устойчивы к действию окислителей, то спекание можно проводить на воздухе:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2
Если же один из реагентов или продукт реакции могут окисляться компонентами воздуха, процесс проводят с инертной атмосфере, например: Сu + CuO → Cu 2 O
Вещества, неустойчивые к действию компонентов воздуха, при прокаливании окисляются, реагируют с компонентами воздуха:
2Сu + O 2 → 2CuO;
4Fe(OH) 2 + O 2 →2Fe 2 O 3 + 4H 2 O
Обжиг – процесс термической обработки, приводящий к сгоранию вещества.
Во-вторых, знание характерных признаков веществ (цвет, запах, агрегатное состояние) Вам послужит подсказкой или проверкой правильности выполненных действий. Ниже представлены наиболее характерные признаки газов, растворов, твердых веществ.
Признаки газов:
Окрашенные: Cl 2 – желто-зеленый; NO 2 – бурый; O 3 – голубой (все имеют запахи). Все ядовиты, растворяются в воде, Cl 2 и NO 2 реагируют с ней.
Бесцветные без запаха: Н 2 , N 2 , O 2 , CO 2 , CO (яд), NO (яд), инертные газы. Все плохо растворимы в воде.
Бесцветные с запахом: HF, HCl, HBr, HI, SO 2 (резкие запахи), NH 3 (нашатырного спирта) –хорошо растворимы в воде и ядовиты, PH 3 (чесночный), H 2 S(тухлых яиц) — мало растворимы в воде, ядовиты.
Окрашенные растворы:
Желтые: Хроматы, например K 2 CrO 4 , растворы солей железа (III), например, FeCl 3 .
Оранжевые: Бромная вода, cпиртовые и спиртово-водные растворы йода (в зависимости от концентрации от жёлтого до бурого) , дихроматы, например, K 2 Cr 2 O 7
Зеленые: Гидроксокомплексы хрома (III), например, K 3 , соли никеля (II), например NiSO 4 , манганаты, например, K 2 MnO 4
Голубые: Соли меди (II), например СuSO 4
От розового до фиолетового: Перманганаты, например, KMnO 4
От зеленого до синего: Соли хрома (III), например, CrCl 3
Окрашенные осадки:
Желтые: AgBr, AgI, Ag 3 PO 4 , BaCrO 4 , PbI 2 ,CdS
Бурые: Fe(OH) 3 , MnO 2
Черные, черно-бурые: Сульфиды меди, серебра, железа, свинца
Синие: Cu(OH) 2 , KFе
Зеленые: Cr(OH) 3 – серо-зеленый, Fe(OH) 2 – грязно-зеленый, буреет на воздухе
Другие окрашенные вещества:
Желтые : сера, золото, хроматы
Оранжевые: oксид меди (I) – Cu 2 O, дихроматы
Красные: бром (жидкость), медь (аморфная), фосфор красный, Fe 2 O 3 , CrO 3
Черные: СuO, FeO, CrO
Серые с металлическим блеском: Графит, кристаллический кремний, кристаллический йод (при возгонке – фиолетовые пары), большинство металлов.
Зеленые: Cr 2 O 3 , малахит (CuOH) 2 CO 3 , Mn 2 O 7 (жидкость)
В-третьих, при решении заданий С2 по химии для большей наглядности, можно порекомендовать составлять схемы превращений или последовательность получаемых веществ.
И наконец, для того, чтобы решать такие задачи, надо чётко знать свойства металлов, неметаллов и их соединений: оксидов, гидроксидов, солей. Необходимо повторить свойства азотной и серной кислот, перманганата и дихромата калия, окислительно-восстановительные свойства различных соединений, электролиз растворов и расплавов различных веществ, реакции разложения соединений разных классов, амфотерность, гидролиз солей.
Прокаливанием называют операцию нагревания твердых веществ до высокой температуры (выше 400° С) с целью: а) освобождения от летучих примесей; б) достижения постоянной массы; в) проведения реакций, протекающих при высоких температурах; г) озоления после предварительного сжигания -органических веществ. Нагревание до высокой температуры проводят в печах (муфельных или тигельных). Очень часто в лабораториях приходится прокаливать такие вещества, как СаСl2*бН2О, Na2SO4*10H2О и др., с целью обезвоживания. Прокаливание обычно ведут на газовых плитках, вещество помещают на стальные сковороды. Если нельзя допускать загрязнения препарата железом, то прокаливать нужно в шамотных тарелках или сковородах. Никогда не нужно помещать на сковороду большое количество соли, так как при обезвоживании соль разлетается, что вызывает значительные ее потери.
Если приходится что-либо прокаливать в фарфоровом или шамотном тигле, то тигель нагревают постепенно: вначале на небольшом пламени, потом пламя понемногу увеличивают. Во избежание потерь при прокаливании тигли обычно закрывают крышками. Если в таком тигле приходится что-либо озолять, то сначала при слабом нагревании сжигают вещество в открытом тигле и уже после этого закрывают тигель крышкой.
Если фарфоровый тигель после работы загрязнен внутри, то для очистки в него наливают концентрированную азотную кислоту или дымящую соляную кислоту и осторожно нагревают. Если ни азотная, ни соляная кислоты не удаляют загрязнение, то берут смесь их в пропорции: азотная кислота - 1 объем и соляная кислота - 3 объема. Иногда загрязненные тиглн обрабатывают или концентрированным раствором KHSO4 при нагревании, или плавлением этой соли в тигле с последующей промывкой его водой. Бывают, однако, случаи, когда все указанные приемы не помогают; такой не поддающийся очистке тигель рекомендуется применять для каких-" нибудь неответственных работ.
В практике аналитических работ", когда приходится прокаливать окислы металлов, например РегОз, нужно заботиться о том, чтобы пламя горелки не соприкасалось с прокаливаемым веществом (во избежание восстановления) . В таких случаях применяют платиновые пластинки с отверстием в центре, в которое вставляют тигель. . Эти пластинки можно укрепить в асбестовом картоне. Вместо платины можно применять также не окисляющиеся и не разрушающиеся при прокаливании глиняные или шамотные пластинки с круглым отверстием в центре.
При прокаливании осадка в тигле Гуча последний вставляют в обыкновенный, несколько больших размеров фарфоровый тигель так, чтобы стенки обоих тиглей не соприкасались. Для этого тигель Гуча обвертывают полоской увлажненного асбеста и, нажимая, вдавливают в предохранительный тигель так, чтобы расстояние между дном того и другого равнялось нескольким миллиметрам. Сначала все вместе высушивают при 100° С, затем тигель Гуча вынимают, а предохранительный тигель вместе с асбестовым кольцом перед первым употреблением сильно прокаливают.
Очень осторожного обращения требуют платиновые тигли, которые неопытные работники часто прожигают. Во избежание этого нагревание платиновой посуды на " голом пламени нужно вести так, чтобы внутренний конус пламени горелки не касался платины. При соприкосновении же этого конуса с платиной образуется карбид платины. Сильные разрушения платины происходят при температуре, близкой к ее температуре плавления.
Незначительные разрушения поверхности устраняют путем накаливания в окислительной среде. Сильно поврежденный тигель вместе с образовавшимся порошком карбида платины (который обязательно следует собирать) сдают для переплавки.
Если платиновый тигель загрязнился, его следует очистить, нагревая в нем чистую азотпую кислоту (без следов соляной кислоты). Если это не помогает, в тигле плавят KHSO4 или NaHS04. Когда и этим не достигают цели, стенки тигля протирают тончайшим кварцевым (белым) песком или тонким наждаком (№ ООО).
Очень удобны кварцевые тигли, обладающие многими ценными свойствами, как-то: большая термическая прочность, химическая индиферентность к большинству веществ и пр. Однако нужно помнить, что кварц сплавляется с щелочами или щелочными солями.
В некоторых случаях прокаливание или нагревание необходимо проводить или в окислительной, или в восстановительной, или в нейтральной среде. Чаще всего для этих целей применяют трубчатые либо специальные печи, через которые во время прокаливания пропускают соответствующий газ из баллона. Для создания окислительной среды пропускают кислород, для создания восстановительной среды - водород или окись углерода. Нейтральную атмосферу создают пропусканием аргона
Рис. 231. Разъемная печь для нагревания до высокой температуры .
и иногда азота. При решении вопроса, какой газ следует применять в каждом отдельном случае, нужно знать, не будет ли выбранный газ при высокой температуре реагировать с данным веществом. Даже такой казалось бы инертный газ, как азот, в известных условиях может образовывать соединения типа нитридов.
Для прокаливания при помощи газовых горелок очень удобна разъемная печь (рис. 231). Ее изготовляют из двух шамотных или диатомитовых кирпичей, выдалбливая в них одинакового размера выемки так, чтобы при наложении кирпичей друг иа друга внутри образовалась камера. В центре верхнего кирпича просверливают отверстие диаметром 15 мм, а в центре нижнего - 25 мм. В плоскости касания кирпичей делают желобки для укрепления фарфорового треугольника, в который ставят тигель.
Нагревая эту печь горелкой Теклю или Меккера, можно достичь температуры до 1100° С. Температуру регулируют, изменяя расстояние печи от горелки.
Когда прокаливать в платиновом тигле нельзя, можно применять так называемые «содовые» тигли. Тонко, измельченный и предварительно прокаленный углекислый натрий насыпают в фарфоровый тигель, например № 4, до половины его высоты. Затем тигель меньшего размера вдавливают в соль.
Рис. 232 Формование содовых тиглей
Помещают на ночь в выключенную после нагревания муфельную печь. К утру содовый тигель готов и в нем можно проводить щелочное плавление, например некоторых руд или минералов. Na2CO3 плавится при температуре 870° С; следовательно, «содовый» тигель можно нагревать до 600° С.
Условие задачи С2 на ЕГЭ по химии - это текст, описывающий последовательность экспериментальных действий. Данный текст нужно превратить в уравнения реакций.
Трудность такого задания в том, что школьники слабо представляют себе экспериментальную, не "бумажную" химию. Не все понимают используемые термины и протекающие процессы. Попробуем разобраться.
Очень часто понятия, которые химику кажутся совершенно ясными, абитуриентами воспринимаются неправильно. Вот кратких словарь таких понятий.
Словарь непонятных терминов.
- Навеска - это просто некоторая порция вещества определенной массы (её взвесили на весах ). Она не имеет отношения к навесу над крыльцом:-)
- Прокалить - нагреть вещество до высокой температуры и греть до окончания химических реакций. Это не «смешивание с калием» и не «прокалывание гвоздём».
- «Взорвали смесь газов» - это значит, что вещества прореагировали со взрывом. Обычно для этого используют электрическую искру. Колба или сосуд при этом не взрываются !
- Отфильтровать - отделить осадок от раствора.
- Профильтровать - пропустить раствор через фильтр, чтобы отделить осадок.
- Фильтрат - это профильтрованный раствор .
- Растворение вещества - это переход вещества в раствор. Оно может происходить без химических реакций (например, при растворении в воде поваренной соли NaCl получается раствор поваренной же соли NaCl, а не щелочь и кислота отдельно), либо в процессе растворения вещество реагирует с водой и образует раствор другого вещества (при растворении оксида бария получится раствор гидроксида бария). Растворять можно вещества не только в воде, но и в кислотах, в щелочах и т.д.
- Выпаривание - это удаление из раствора воды и летучих веществ без разложения содержащихся в растворе твёрдых веществ.
- Упаривание - это просто уменьшение массы воды в растворе с помощью кипячения.
- Сплавление - это совместное нагревание двух или более твёрдых веществ до температуры, когда начинается их плавление и взаимодействие. С плаванием по реке ничего общего не имеет:-)
- Осадок и остаток.
Очень часто путают эти термины. Хотя это совершенно разные понятия.
«Реакция протекает с выделением осадка» - это означает, что одно из веществ, получающихся в реакции, малорастворимо. Такие вещества выпадают на дно реакционного сосуда (пробирки или колбы).
«Остаток» - это вещество, которое осталось , не истратилось полностью или вообще не прореагировало. Например, если смесь нескольких металлов обработали кислотой, а один из металлов не прореагировал - его могут назвать остатком . - Насыщенный
раствор - это раствор, в котором при данной температуре концентрация вещества максимально возможная и больше уже не растворяется.
Ненасыщенный раствор - это раствор, концентрация вещества в котором не является максимально возможной, в таком растворе можно дополнительно растворить ещё какое-то количество данного вещества, до тех пор, пока он не станет насыщенным.
Разбавленный и «очень» разбавленный раствор - это весьма условные понятия, скорее качественные, чем количественные. Подразумевается, что концентрация вещества невелика.
Для кислот и щелочей также используют термин «концентрированный» раствор. Это тоже характеристика условная. Например, концентрированная соляная кислота имеет концентрацию всего около 40%. А концентрированная серная - это безводная, 100%-ная кислота.
Для того, чтобы решать такие задачи, надо чётко знать свойства большинства металлов, неметаллов и их соединений: оксидов, гидроксидов, солей. Необходимо повторить свойства азотной и серной кислот, перманганата и дихромата калия, окислительно-восстановительные свойства различных соединений, электролиз растворов и расплавов различных веществ, реакции разложения соединений разных классов, амфотерность, гидролиз солей и других соединений, взаимный гидролиз двух солей.
Кроме того, необходимо иметь представление о цвете и агрегатном состоянии большинства изучаемых веществ - металлов, неметаллов, оксидов, солей.
Именно поэтому мы разбираем этот вид заданий в самом конце изучения общей и неорганической химии.
Рассмотрим несколько примеров подобных заданий.
Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.
Решение:
Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили , фильтрат упарили , полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.
Решение:
Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.
Решение:
Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.
Решение:
Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.
Решение:
Задания С2 из вариантов ЕГЭ по химии для самостоятельной работы.
- Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
- Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
- Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
- На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
- Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
- Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
- Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка - добавили раствор нитрата серебра.
- Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
- (МИОО 2011, тренинговая работа) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
- (МИОО 2011, тренинговая работа) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.
Ответы к заданиям для самостоятельного решения:
- или
-
Данный урок представляет собой практическое занятие, в ходе которого проводятся различные опыты, представляющие собой как физические, так и химические процессы. Проведенным химическим реакциям даются характеристики с указанием условий начала и протекания реакций, а также их признаков.
Тема: Первоначальные химические представления
Урок: Практическое занятие 3. Химические реакции
ОПЫТ 1.
Кусочек парафина помещаем на металлическую пластинку и нагреваем. В результате мы наблюдаем изменение агрегатного состояния парафина (переход в жидкое состояние). Несмотря на то, что расплавленный парафин стал бесцветным (изменился цвет), это явление относится к физическим, т.к. состав вещества остался прежним, изменилось только его агрегатное состояние.
Рис. 1. Плавление парафина
ОПЫТ 2.
Зажжем свечу и дадим ей немного погореть. В процессе горения свечи сгорает фитиль и парафин, часть парафина плавится, нагреваясь от тепла, выделяемого в процессе горения. Горение фитиля и парафина – это химические процессы, т.к. исходные вещества превращаются в новые продукты реакции. Эти продукты – газообразные, т.к. свеча уменьшается в размерах. Горение сопровождается выделением тепла и света.
Плавление парафина, как было сказано выше, относится к физическим явлениям. Охарактеризуем процесс горения свечи. Условиями начала реакции является поджог и соприкосновение фитиля с воздухом. Условие течения реакции – приток свежего воздуха (если его прекратить, свеча погаснет). Признаки реакции – выделение тепла и света.
2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().
Домашнее задание
с.14-15 №№ 9, 10 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.