3755
.pdfМинистерство образования Российской Федерации Хабаровская государственная академия экономики и права
Кафедра естественнонаучных дисциплин
Неорганическая и аналитическая химия
Неорганическая химия
Программа, тематика и методические указания по выполнению контрольной работы для студентов специальности 351100 «Товароведение
и экспертиза товаров» 1, 2 курс заочной формы обучения
Хабаровск 2003
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Неорганическая и аналитическая химия является одной из важных химических дисциплин, необходимых для подготовки специалистов товароведов-экспертов. Данная комплексная дисциплина включает в себя теоретические основы общей и неорганической химии, а также принципы и методы химического анализа веществ.
Химический анализ базируется на таких разделах химии, как строение атома, химическая связь, химическая кинетика и термодинамика, равновесие
вреакциях кислотно-основного взаимодействия, комплексообразования, окисления-восстановления и осаждения.
Вданных методических указаниях приводится программа курса «Неорганическая химия», тематика контрольных заданий, вопросы для подготовки к экзамену и общие рекомендации по выполнению контрольной работы.
Контрольная работа по неорганической химии состоит из 10 разделов,
вкоторые включены задания, охватывающие основные вопросы теоретического материала. Задания для контрольной работы составлены в соответствии с программой курса «Неорганическая и аналитическая химия» для специальности 351100 «Товароведение и экспертиза товаров» и государственного образовательного стандарта.
Большинство разделов сопровождаются пояснительным материалом, приведены образцы решения задач, имеются необходимые справочные таблицы.
4
ПРОГРАММА ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Раздел 1. Строение вещества и систематика химических элементов
1.1.Основные стехиометрические законы химии: закон постоянства состава, закон сохранения массы веществ, закон эквивалентов.
1.2.Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ.
1.3.Строение атома. Ядро. Электронная оболочка атомов.
1.4.Периодический закон и периодическая система элементов
Д.И. Менделеева. Периодичность свойств химических элементов.
1.5.Типы химической связи. Способы образования ковалентной связи, ее свойства. Ионная, металлическая, водородная связь. Типы кристаллических решеток.
Раздел 2. Энергетика химических процессов и основы химической кинетики
2.1.Понятие о внутренней энергии, энтальпии, энтропии и свободной энергии Гиббса. Направление химического процесса.
2.2.Скорость химической реакции. Влияние температуры, концентрации и катализаторов. Закон действующих масс.
2.3.Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.
Раздел 3. Растворы электролитов
3.1.Способы выражения концентрации растворов (молярная, массовая доля в %).
3.2.Основы теории электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации.
3.3.Самоионизация воды. Водородный показатель. Шкала рН.
3.4.Сильные и слабые кислоты и основания. Константы кислотности и основности слабых кислот и оснований. Расчет рН кислот и оснований.
5
3.5.Гидролиз солей, рН гидролизирующихся солей. Усиление и подавление гидролиза.
3.6.Буферные системы. Механизм буферного действия.
3.7.Малорастворимые электролиты. Правило произведения растворимости. Условия образования осадка из насыщенного раствора. Взаимосвязь растворимости и произведения растворимости.
Раздел 4. Окислительно-восстановительные процессы в растворах
4.1.Теория окислительно-восстановительных реакций.
4.2.Способы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.
4.3.Стандартные электродные потенциалы. Определение направления окислительно-восстановительных реакций.
Раздел 5. Комплексные соединения
5.1.Основные положения координационной теории Вернера.
5.2.Классификация комплексных соединений.
5.3.Номенклатура комплексных соединений.
5.4.Устойчивость комплексов в растворах. Константа нестойкости.
Раздел 6. Химия элементов
6.1.Общая характеристика s – элементов.
6.2.Общая характеристика р – элементов.
6.3.Общая характеристика d – элементов.
6
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Прежде чем выполнять задания по контрольной работе необходимо изучить теоретический материал в соответствии с программой курса.
Задания контрольной работы разделены по 10 темам, номер задания по каждой из них соответствует номеру варианта.
Номер варианта контрольной работы выбирают по порядковому номеру фамилии в списке группы.
Порядок выполнения контрольной работы
1.Контрольную работу выполняют письменно.
2.На обложке тонкой тетради указывают: факультет, специальность, курс, форму обучения (заочная, заочная ускоренная), наименование дисциплины, фамилию, имя, отчество, номер варианта.
3.Нумерацию заданий в каждом варианте оставляют той, которая указана в методическом пособии. Условия задач и упражнений приводят обязательно.
4.Работа, выполненная не по своему варианту, возвращается студенту без проверки.
5.Работу оформляют аккуратно, оставляя поля для замечаний преподавателя. Ответы на вопросы должны быть четко обоснованными. В расчетных формулах необходимо расшифровать входящие величины.
6.Все страницы должны быть пронумерованы. В конце работы приводят список использованной литературы в алфавитном порядке (автор, название, издательство, год издания), ставят подпись и дату выполнения.
7.Контрольную работу сдают методисту в учебную часть факультета в срок, предусмотренный учебным графиком. Проверенную преподавателем работу также получают у методиста. Если необходимо исправить работу в соответствии с рекомендациями преподавателя, ее после доработки вновь сдают методисту.
8.Проверенную контрольную работу приносят на экзамен или зачет.
7
ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(по темам 1-10)
Тема 1. Номенклатура неорганических соединений
Составление химических формул и названий неорганических веществ проводится в соответствии с номенклатурными правилами Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), адаптированных к традициям русского языка.
Химическая формула полностью отражает состав данного вещества. По формуле строится систематическое название, также полностью отражающее состав вещества. Например, Hg2Cl2 – дихлорид диртути, Mn2O7 – оксид марганца (VII), Na2CO3 – триоксокарбонат (IV) натрия.
Для наиболее распространенных неорганических веществ применяются, помимо систематических названий, традиционные (отражающие состав не полностью). Например, HNO3 - азотная кислота, KNO3 – нитрат калия. Также допускается использование специальных названий (совсем не отражающих состав), таких как H2O - вода, NH3 – аммиак.
Эти названия обычно более короткие и поэтому удобны в использовании. Кроме того, в технической литературе зачатую применяют бессистемные
тривиальные названия, например, сода, едкий натр, медный купорос, соляная кислота, негашеная известь, бура.
Для большинства элементов корни их русских названий совпадают с корнями латинских названий элементов. В случае такого несовпадения в производные названия вводятся корни латинских названий элементов
(табл. 1.1).
8
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 |
|
|
|
Название и корни латинских названий элементов |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Символ |
|
Название |
|
Корень латинского |
Символ |
|
Название |
Корень латинского |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
названия |
|
|
|
названия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ag |
|
Серебро |
|
аргент- |
N |
|
Азот |
нитр- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
As |
|
Мышьяк |
|
арс-, арсен- |
Ni |
|
Никель |
никкол- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Au |
|
Золото |
|
аур- |
O |
|
Кислород |
окс-, оксиген- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
Углерод |
|
карб, карбон- |
Pb |
|
Свинец |
плюмб- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cu |
|
Медь |
|
купр- |
S |
|
Сера |
сульф-, тио- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fe |
|
Железо |
|
ферр- |
Sb |
|
Сурьма |
стиб- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
Водород |
|
гидр-, гидроген- |
Si |
|
Кремний |
сил-, силиц-, силик- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hg |
|
Ртуть |
|
меркур- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mn |
|
Марганец |
|
Марган- |
Sn |
|
Олово |
станн- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количественный состав вещества |
в названии |
характеризуется с |
помощью греческих числительных, используемых как числовые
приставки: |
|
|
|
|
моно – 1 |
три – 3 |
пента – 5 |
гепта – 7 |
нона – 9 |
ди – 2 |
тетра - 4 |
гекса – 6 |
окта - 8 |
дека - 10 |
Римскими цифрами, приводимыми в скобках после названия элемента, указывается (при необходимости) его степень окисления, например:
SO2 – оксид серы (IV), FeCl3 – хлорид железа (III),
Сu2+ - катион меди (II) (читается катион меди два)
Одноэлементные анионы называют с добавлением к названию элемента окончания – ид и слова «ион»:
O2- - оксид-ион, |
S2- - сульфид-ион, |
Cl- - хлорид-ион, |
H- - гидрид-ион. |
Для некоторых ионов применяются вместо систематических названий специальные, например O22- – пероксид-ион.
Специальные названия присваивают многим многоэлементным ионам:
NH4+ - катион аммония, |
HS- - гидросульфид-ион, |
H3O+ - катион оксония, |
NCS- - тиоцианат-ион, |
|
9 |
CN- - цианид-ион, |
OH- - гидроксид-ион. |
Специальные названия |
катионов и анионов переходят в названия |
сложных веществ без изменения. Например, NH4Cl – хлорид аммония, H2O2 – пероксид водорода, Ba(OH)2 – гидроксид бария, HCN – циановодород, Fe(NCS)3 – тиоцианат железа (III).
Для наиболее распространенных оксикислот и их кислотных остатков
используются следующие традиционные названия: |
|
||
|
Оксокислота |
Кислотный остаток |
|
HAsO2 |
- метамышьяковистая кислота |
AsO2- |
- метаарсенит |
H3AsO3 |
- ортомышьяковистая кислота |
AsO33- |
- ортоарсенит |
H3AsO4 |
- мышьяковая кислота |
AsO43- |
- арсенат |
HBO2 |
- метаборная кислота |
BO2- |
- метаборат |
H3BO3 |
- ортоборная кислота |
BO33- |
- ортоборат |
|
|
B4O72- |
- тетраборат |
H2CO3 |
- угольная |
CO32- |
- карбонат |
HClO |
- хлорноватистая |
ClO- |
- гипохлорит |
HClO2 |
- хлористая |
ClO2- |
- хлорит |
HClO3 |
- хлорноватая |
ClO3- |
- хлорат |
HClO4 |
- хлорная |
ClO4- |
- перхлорат |
H2CrO4 |
- хромовая |
CrO42- |
- хромат |
H2Cr2O7 |
- дихромовая |
Cr2O72- |
- дихромат |
HMnO4 |
- марганцовая |
MnO4- |
- перманганат |
H2MnO4 |
- марганцовистая |
MnO42- |
- манганат |
HNO3 |
- азотная |
NO3- |
- нитрат |
HNO2 |
- азотистая |
NO2- |
- нитрит |
H3PO4 |
- офтофосфорная |
PO43- |
- ортофосфат |
H2SO4 |
- серная |
SO42- |
- сульфат |
H2SO3 |
- сернистая |
SO32- |
- сульфит |
H2SO3S |
- тиосерная |
S2O33- |
- тиосульфат |
(H2S2O3) |
|
|
|
кислотных остатков входят в
10
В русском варианте правил ИЮПАК название вещества читается справа налево, т.е. в начале называется его электроотрицательная составляющая (анион) в именительном падеже, а затем электроположительная (катион) в родительном падеже. При этом в случае одноэлементного аниона используют суффикс – ид, а в случае многоэлементного аниона суффикс – ат (если элемент имеет постоянную степень окисления или элемент с переменной степенью окисления находится в высшей степени окисления) или суффикс – ит (если элемент находится в низшей степени окисления).
Например:
CO – оксид углерода (II),
CO2 – оксид углерода (IV), HCl - хлорид водорода (хлороводород),
NaH – гидрид натрия,
Традиционные названия кислых солей образуют, добавляя к названию аниона соответствующей средней соли приставку гидро-, например:
KHSO4 – гидросульфат калия, NaH2PO4 – дигидросульфат натрия.
Названия основых солей образуют, добавляя к наименованию аниона соответствующей средней соли приставку гидроксо-, например:
FeOHNO3 – гидроксонитрат железа (II), (CoOH)2SO4 – гидроксосульфат кобальта (II), BiOCl – оксохлорид висмута (III).
Задания по теме «Номенклатура неорганических соединений» сведены в табл. 1.2.
|
|
|
Таблица 1.2 |
|
|
Номенклатура неорганических соединений |
|||
|
|
|
|
|
№ |
Дайте название соединению |
№ |
Напишите формулу соединения |
|
п/п |
п/п |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
1.1. |
Ca3(PO4)2 |
1.1. |
Гидросульфит натря |
|
1.2. |
CuOHCl |
1.2. |
Сульфат бария |
|
|
|
|
|
|
1.3. |
NaJO |
1.3. |
Тиосульфат натрия |
|
|
|
|
|
|
1.4. |
Ca(HSO4)2 |
1.4. |
Иодат натрия |
|
1.5. |
KBrO3 |
1.5. |
Гидроксосульфат железа (III) |
11
1.6. |
Cr2(SO4)3 |
1.6. |
Дихромат калия |
1.7. |
Al2O3 |
1.7. |
Гипоиодит натрия |
1.8. |
NaH2AsO3 |
1.8. |
Гидроксид бария |
1.9. |
Na2O2 |
1.9. |
Нитрат алюминия |
1.10. |
AlOHSO4 |
1.10. |
Дигидрофосфат кальция |
1.11. |
(NiOH)2SO4 |
1.11. |
Иодид аммония |
1.12. |
FeS |
1.12. |
Гидросульфат кальция |
|
|
|
|
1.13. |
NO2 |
1.13. |
Гидроксосульфат меди (II) |
1.14. |
NaH2AsO4 |
1.14. |
Гидрид кальция |
1.15. |
Na2S2O3 |
1.15. |
Гидроксокарбонат меди (II) |
1.16. |
СuCrO4 |
1.16. |
Сульфит серебра |
1.17. |
(CuOH)2CO3 |
1.17. |
Хромат серебра |
1.18. |
AgNCS |
1.18. |
Сульфид висмута (III) |
|
|
|
|
1.19. |
Pb(JO3)2 |
1.19. |
Гидроксид кальция |
1.20. |
KJO4 |
1.20. |
Сульфид серебра |
1.21. |
CrPO4 |
1.21. |
Иодид серебра |
1.22. |
KNO2 |
1.22. |
Перманганат серебра |
1.23. |
Fe(OH)2Cl |
1.23. |
Тиоцианат меди |
1.24. |
Na2Cr2O7 |
1.24. |
Бромид гидроксосвинца (II) |
1.25. |
CuNCS |
1.25. |
Тиосульфат серебра |
|
|
|
|
Тема 2. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева
При выполнении задания по этой теме необходимо дать характеристику одному из элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева (в соответствии
сномером задания в Вашем варианте):
-напишите электронную формулу химического элемента,
-укажите принадлежность к s-, р-, d-семейству,
-укажите характерные степени окисления элемента,
-укажите на окислительно-восстановительные свойства элемента в виде простых и сложных веществ,
-напишите формулы оксидов и соответствующих гидроксидов или кислот,
-укажите, образует ли этот элемент гидриды.