Классы неорганических соединений

(задачи 1–45)

 

В данном разделе наибольшее затруднение вызывает тема «Эквивалент и молярная масса эквивалента».

Химический эквивалент – это количество элемента, которое соединяется с 1 моль атомов Н или замещает то же количество атомов Н в химических реакциях.

Фактор эквивалентности (fэкв) – число, обозначающее какая доля реальной частицы составляет эквивалент. fэкв ≤ 1

а) fэквв соединениях для элемента равен:

fэкв = 1 /| ст.ок.| P^-3H₃ P⁺³₂O₃ P⁺⁵₂O₅

fэкв =1/3 fэкв=1/3 fэкв=1/5;

б) fэкв вещества равен:

fэкв=1/n_i Z_i,

где n_i – число атомов или функциональных групп;

Z_i – заряд атома или функциональной группы.

Кислоты: fэкв(H₂SO₄) → по(H⁺¹) =1/2×|+1| = 1/2,

→ по (SO₄^-2) =1/1×|-2| =1/2.

Основания: fэкв(NaOH) → (Na⁺)=1/1×|+1|=1,

→ (OH^-1)=1/1×|-1|=1.

Соли: fэкв(K₂SO₄) → (K⁺¹)=1/2×|+1|=1/2,

→ (SO₄^-2)=1/1×|-2|=1/2.

в) fэкв элемента в свободном состоянии:

fэкв = 1/В,

где В – валентность.

Молярная масса эквивалента (Mfэкв(x)) измеряется в г/моль или определяется по формуле:

Mfэкв(x) = M(x) × fэкв(x).

Однако, молярная масса эквивалента не является величиной постоянной, так как зависит от химической реакции, в которую вступает вещество:

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O,

M(fэкв H₂SO₄) = 98×1= 98 г/моль, M(fэкв NaOH) = 40×1 = 40 г/моль;

H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O,

M(fэкв H₂SO₄)= 98×½ = 49 г/моль, M(fэкв NaOH) = 40×1 =40 г/моль.

Количество вещества эквивалента(nfэкв(x)) – отношение количества вещества в молях к фактору эквивалентности данного вещества.

n(fэкв(x)x)) = n(x) / fэкв(x),

так как n(x)=m(x)/M(x), то nfэкв(x) = m(x) / Mfэкв(x).

Эквивалентный объем – объем, занимаемый при данных условиях одним эквивалентом вещества.

V_Э(х) = V_А× fэкв(x),

где V_А – молярный объём (22,4 л/моль);

V_Э(Н₂) =22,4 × ½ = 11,2 л/моль;

V_Э(О₂) =22,4 × ¼ = 5,6 л/моль.

Примеры решения типовых задач

Задача 1. Каковы молярная масса эквивалента, масса вещества и количество молекул в 2 моль H₂SO₄?

Вычисляем молярную массу эквивалента:

Мfэкв (H₂SO₄) = М (H₂SO₄) × 1/2 = 98 г/моль × 1/2= 49 г/моль.

Рассчитываем массу вещества:

m(H₂SO₄) = M(H₂SO₄) ∙ n(H₂SO₄)=98 г/моль ∙ 2 моль =196 г.

Определяем количество молекул вещества:

N = N_A × n, где N_A = 6,02∙10²³ моль^-1 (число Авогадро);

N(H₂SO₄) = 6,02∙ 10²³ ∙ 2 = 12,04 ∙ 10²³ молекул.

Для решения заданий под номерами 16–45 необходимо повторить учебный материал по неорганической химии для базовой школы. Следует обратить внимание на классификацию и номенклатуру химических веществ, вспомнить основные определения (простые и сложные вещества, металлы и неметаллы, бинарные соединения, оксиды, основания, кислоты, соли). Повторить химические свойства основных классов неорганических соединений.

Задача 2. Напишите уравнения реакций, соответствующие переходам: P → P₂O₅ →H₃PO₄ → P₂O₅ →К₃PO₄. Дайте названия исходным веществам и полученным продуктам.

P P₂O₅ H₃PO₄ P₂O₅ К₃PO₄

фосфор фосфор ортофосфорная фосфор калий

(v)оксид кислота (v)оксид ортофосфат

1. 4P + 5О₂ → 2P₂O_5;

2. P₂O₅ + 3H₂O→ 2H₃PO_4;

3. H₃PO₄ ^t → P₂O₅+ 3H₂O_;

4. P₂O₅ + 3K₂O →2К₃PO₄.

Задача 3. Укажите все соли и их названия, которые можно получить из KOH, Zn(OH)₂, HCl. Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

2KOH + Zn(OH)₂ → K₂ZnO₂ + 2H₂O;

калий цинкат

2KOH + Zn(OH)₂ → K₂[Zn(OH)₄];

тетрагидроксоцинкат калия

KOH + HCl →KCl+ H₂O;

калий хлорид

Zn(OH)₂ + 2HCl→ ZnCl₂+ 2H₂O;

цинк хлорид

Zn(OH)₂ + HCl→ZnОНCl+ H₂O.

цинк гидроксохлорид

 

Вопросы для самопроверки

1. Сформулируйте закон Авогадро. В чем заключается его физический смысл?

2. Что такое моль? Что такое молярная масса?

3. Понятие об эквиваленте простых и сложных веществ. Закон эквивалентов.

4. Дайте характеристику основным классам неорганических соединений: оксидам, основаниям, кислотам, солям. На какие группы и по каким признакам делятся эти вещества?

5. Номенклатура солей. Приведите примеры графических формул средней, кислой и основной солей.