Химический тренажер
I
J. Nentwig M. Kreuder K. Morgenstern
Chemistry made Easy
Part I
A Programmed Course for Self-Instruction
Translated by Dennis H. Rouvray
Verlag Chemie
Weinheim  Deerfield Beach, Florida  Basel
Й. Нентвиг
М. Нройдер
К, Моргенштерн
Химический тренажер
Программированное пособие для средней школы
В 2-х частях	Часть I
Перевод с английского канд. хим. наук Е. Л. Розенберга под редакцией профессора В. М. Потапова
Москва «Мир» 1986
ББК 24.1
Н51
УДК 546
Нентвиг Й. и др.
Н51 Химический тренажер: Программированное пособие
для средней школы: В 2-х ч. Ч. 1.
Пер с англ./Нентвиг Й., Кройдер М., Моргенштерн К.
-М.: Мир, 1986.-470 с., ил.
Учебное пособие по химии, написанное авторами из ФРГ, предназначено для средней школы. По объему материала пособие соответствует полной школьной программе по химии, но форма подачи материала необычна-это программированный учебник, рассчитанный в основном на самостоятельную работу учащегося и снабженный системой постоянного самоконтроля.
В части 1 дан вводный теоретический курс и рассмотрены основные вопросы обшей и неорганической химии.
Предназначено для преподавателей и учащихся средней школы, учебных заведений, / входящих в систему профтехобразования, техникумов.
н
1801000000-008
041 (01)-86
82-86, ч. 1
ББК 24.1
Редакция литературы по химии
© Verlag Chemie GmbH, D-6940 Weinheim, 1983 © перевод на русский язык, «Мир», 1986.
В своем предисловии и введении авторы достаточно подробно обосновали целевое назначение книги, преимущества программированного ее построения, разъяснили порядок пользования пособием. Редактору русского перевода осталось лишь обратить внимание читателей на некоторые особенности, связанные с различием в постановке обучения химии в наших средних школах и в соответствующих учебных заведениях ФРГ.
Главное различие заключается в том, что в нашей школьной программе теоретическая сторона химии (как неорганической, так и органической) занимает заметно большее место, чем в школах ФРГ. Особенйо это касается периодического закона, который служит у нас фундаментом при изучении неорганической химии почти с самого начала курса, в данной же книге понятие о периодическом законе вводится лишь в конце изучения курса неорганической химии.
В пособии Нентвига и соавторов (как это часто происходит и в других зарубежных учебниках) не проводится различия между простыми веществами и элементами. В практике же нашей школы такое разграничение считается существенным: простое вещество-это вещество, в состав молекул которого входят атомы одного вида (атомы одного элемента); элемент же кратко можно охарактеризовать как совокупность атомов с одинаковым зарядом. В данном пособии об элементах говорится и в тех случаях, когда следовало бы говорить о простых веществах, поэтому редактором в соответствующие места внесены изменения: газы кислород, водород, азот, хлор в переводе названы простыми веществами, но не элементами, как в оригинале.
Авторы книги в ряде вопросов придерживаются взглядов, отличных от принятых в нашей литературе. Такова, например, трактовка азота в азотной кислоте как пятивалентного (программы 20 и 21), или авторы не используют в программе 28 понятие амфотерности как объяснение способности оксида и гидроксида алюминия растворяться не только в кислотах, но и щелочах. В соответствующих местах редактором сделаны необходимые примечания, однако текст программ, естественно, оставлен без изменений.
Характер книги как программированного пособия, требующего постоянной проверки усвоения материала, наложил определенный отпечаток и на ее содержание: главным оказался материал, усвоение которого поддается проверке с помощью используемой системы программирования. Вероятно, именно поэтому наблюдается определенный крен в сторону формальной стороны химии (названия и формулы веществ, химические уравнения и особенно расстановка коэффициентов в них) в ущерб содержательной стороне (свойства и применение веществ) и теоретическим обоснованиям.
Книгу можно рекомендовать прежде всего преподавателям химии: многие программы они смогут прямо использовать в своей работе; другие послужат для них примером, который поможет составлению программированных заданий, отвечающих традициям обучения химии в' нашей школе. Как полезное
6
:предисловие редактора перевода
дополнение к этому пособию в области органической химии можно рекомендовать отечественное издание*.
Книга несомненно окажется полезной и учащимся, интересующимся химией. Этому способствует присутствующий в ней «игровой момент». Работа с данным пособием безусловно поможет лучше усвоить изучаемый предмет. Хотелось бы, однако, особо подчеркнуть одно обстоятельство, о котором говорится и в авторском предисловии; эту книгу нельзя просто читать, с ней надо работать. Пособие принесет пользу лишь в том случае, если учащийся будет, следуя указаниям программ, изучать химию, глубоко вникая в текст и в задаваемые контрольные вопросы. Попытки просто угадать правильные ответы или без проникновения в суть дела перебирать подряд все варианты выборочных ответов окажутся лишь бесполезным самообманом.
В. М. Потапов
* Потапов В. М., Чертков И. Н. Проверь свои знания по органической химии,-М.: Просвещение, 1979.
Предисловие авторов
В 1969 г. мы опубликовали на немецком языке учебник по вводному курсу химии, основанный на методе программированного самообучения. Этот метод был разработан главным образом в США и начал внедряться в странах с немецким языком в начале 60-х гг.
Чтобы оптимально совместить методику программированного обучения с излагаемой нами дисциплиной, мы объединили метод линейного программирования (по Скиннеру) с методом разветвленного программирования (по Кроудеру). Спустя более 10 лет в Базеле, на серьезной Европейской педагогической конференции по образованию и методам обучения, отмечалось, что смешанные программы такого типа зарекомендовали себя как особенно эффективные. Для таких программ был предложен термин «гибридные программы».
Мы рассматривали задачу программирования материала как создание увлекательных стимулов и педагогической помощи для читателей. Программированный учебник требует от читателя завершить одну стадию, прежде чем перейти к следующей, а это приводит к глубокому усвоению излагаемого материала. Читатель вовлекается в игру из вопросов и ответов, при которой он должен самостоятельно находить ответ на каждый вопрос, а следовательно, контролировать процесс собственного обучения. Это создает для него ситуацию, подобную классной, но с тем дополнительным преимуществом, что он сам определяет удобный для себя темп процесса обучения. Хороший программированный учебник способен в большой степени заменить репетитора. По этой причине он может сослужить особую пользу в тех случаях, когда учащийся не имеет возможности посещать занятия (или пропустил их), а также когда желательно дополнительно проявить личную инициативу.
Успех, выпавший на долю части I нашего программированного учебника, превзошел все ожидания. Вслед за вторым изданием, которое было еще несколько раз допечатано, мы выпустили в 1971 г. третье издание.
Как нам стало известно, книгу использовали не только школьники, но и учащиеся колледжей и университетов. Она служила пособием при самообучении студентам, проходящим химию как неосновную дисциплину, а также служащим в торговле и промышленности.
Часть II была выпущена в 1971 г. В ней более подробно рассматриваются некоторые темы, затронутые в части I, в частности довольно подробно излагается органическая химия. Эта часть учебника тоже была хорошо встречена читателями и в 1975 г. переиздана в пересмотренном и расширенном виде. Изучение части II не предполагает овладения материалом части I, однако требует знания основ неорганической химии и стехиометрии.
Успех этих книг мы объясняем тем, что все программы были тщательно проверены в процессе классных занятий и индивидуальной проработки с учащимися, прежде чем учебник вышел в свет. Поэтому они представляют собой не просто плоды кабинетной работы, а методические пособия, проверенные на практике.
Нам приятно, что после продолжительного успеха немецкого издания решено предпринять перевод наших книг на английский язык. Английское заглавие «Химию изучать легко» должно отражать цель нашего подхода. Подзаголовок «Программированный курс самообучения» указывает на методический принцип, положенный в основу написания учебника.
Предисловие авторов
Мы надеемся, что английское издание принесет такую же пользу желающим изучить химию, как это удалось немецкому оригиналу. Естественно, мы будем признательны за любые критические замечания или пожелания.
Разработка и особенно тщательная проверка программированного пособия требуют больших затрат времени и средств. Мы выражаем особую признательность Акционерному обществу Байер (Леверкузен) за поддержку нашей работы, которая начиналась с устных тренировочных курсов около 15 лет назад.
Мы хотим поблагодарить доктора Д. Роуврей и доктора Э. Вентруп-Бирн за хороший перевод (частей I и II соответственно), а также за некоторые улучшения и модернизацию учебника.
Й. Нентвиг,
М. Кройдер, К. Моргенштерн
Предисловие переводчика к английскому изданию
Более десяти лет учащиеся в странах, говорящих на немецком языке, пользуются выдающимся пособием Нентвига, Кройдера и Моргенштерна «Программированный курс химии. Часть I». Большой успех этой книги заставил издателей предложить ее более широкой читательской аудитории, чем она предназначалась при написании на немецком языке. Настоящий учебник, выходящий под названием «Химию изучать легко; часть I», предназначен для англоязычных стран. Он представляет собой первое издание оригинала на иностранном языке. Если оно окажется настолько же удачным, как и оригинал, то вскоре за этим несомненно последуют переводы и на другие языки.
Со времени своего первого выхода, около 15 лет назад, учебник подвергся четырем серьезным переработкам и нескольким стереотипным переизданиям, в процессе которых он последовательно модернизировался. Даже в процессе перевода была использована возможность внести ряд значительных изменений. Хотя можно утверждать, что задачей переводчика является максимально бережное обращение с текстом оригинала, некоторые изменения представлялись совершенно необходимыми, чтобы привести учебник в согласие с принятой в США практикой и сделать его приемлемым для возможно большего числа стран с английским языком.
Изменения, которые внесены в книгу, сведены к минимуму. Единицы измерения, используемые в разных разделах книги, приведены в соответствие с правилами системы СИ. Кроме того, в некоторых местах книги сделаны исправления, особенно при изложении проблем химической связи и валентности, в разделах, посвященных химическому анализу, а также при обсуждении ионизации и диссоциации.
Мало вероятно, чтобы многочисленные проверки в процессе подготовки настоящего английского издания привели к полному устранению всех возможных ошибок. Однако следует подчеркнуть, что за ошибки, еще оставшиеся в тексте, полностью ответствен только переводчик. За них ни в коей мере не следует винить издателя или авторов немецкого оригинала. Мы будем крайне признательны всем читателям, приславшим предложения по улучшению учебника, которые следует направлять издателю. Подобные замечания б удут обязательно учтены при подготовке новых изданий этой книги на английском языке.
В заключение я хочу пожелать всем читателям этой книги больших успехов в их усилиях по овладению увлекательной наукой-химией.
Деннис Роуврей
Как пользоваться этой книгой
Для тех, кто заинтересован в получении основательных знаний по общей химии, эта книга представляет собой эффективное и простое пособие. Используемый в ней метод обучения основан на зарекомендовавшем себя подходе, который носит название «программированное обучение». Охватываемый книгой материал разбит на 29 отдельных программ. Хотя вначале к читателю предъявляются минимальные требования, ситуация изменяется по мере изучения курса. Поскольку наш метод является довольно необычным, ниже подробно описываются его особенности.
Материал каждой программы подразделяется на множество мелких частей, или рубрик. В конце каждой рубрики задается один или несколько вопросов. Это делается с целью проверить - действительно ли понято содержание данной рубрики. Такие вопросы могут потребовать записи формулы или уравнения, вычисления некоторой величины, подстановки пропущенных слов в выражения и т.п. После ответа предлагается перейти к другой рубрике, где содержится правильный ответ или где анализируются ошибки, которые вы могли допустить при ответе. Только после этого вы сможете продвинуться в изучении излагаемой темы. Следуя такому принципу, вы пройдете шаг за шагом по всем программам.
Чтобы подробнее проиллюстрировать наш подход, разберем здесь в качестве примера две очень простые рубрики. Эти примеры продемонстрируют два основных способа постановки вопросов. Заметим, что при изучении каждой программы постоянно нужно иметь при себе карандаш (или ручку) и бумагу.
1. Химию можно изучать по эффективной методике, носящей название «программированное обучение». Материал, рассматриваемый в данном томе, представлен в виде 29 отдельных программ. Теперь вставьте пропущенное слово в следующее предложение:
Мы будем изучать химию по методу ... обучения.
Продолжайте чтение с рубрики 11.
От вас требовалось написать: «Мы будем изучать химию по методу программированного обучения».
Пожалуйста, не вписывайте ваш ответ в книгу-это помешает вам повторить материал на более поздней стадии обучения! Следует записывать все ваши ответы и замечания в тетради или на отдельных листках бумаги.
После записи ответа, переходите к указанной вам рубрике.
В рассматриваемом примере следует перейти к рубрике 11. Там вы сможете проверить свой ответ. (Постарайтесь убедиться, что, переходя к соответствующей рубрике, вы по ошибке не перескакиваете к новой программе!)
Последовательность прохождения каждой программы определяется не нумерацией страниц, а номерами рубрик, указанными жирным шрифтом. Таким образом, переходя к рубрике 11, вы сможете проверить правильность своего ответа. Слова, которые необходимо было вставить в пропущенную часть фразы, всегда приводятся курсивом.
Как пользоваться этой книгой
11
11. Мы будем изучать химию по методу программированного обучения.
Доказано, что программированное обучение является более эффективной методикой, чем обучение при помощи обычного учебника.
При программированном обучении процесс облегчается тем, что материал разбивают на небольшие порции; это позволяет учащемуся сразу же проверить ответ на каждый вопрос и продвигаться вперед в удобном для него темпе.
Какой способ обучения является наиболее эффективным?
•	Использование обычного учебника	->	3
•	Использование программированного
учебника
•	Между этими способами нет никакой разницы
•	Не знаю
18
34
54
Теперь учащийся должен выбрать один из предложенных вариантов ответа и затем обратиться к рубрике, указанной в выбранном им варианте.
Если учащийся выберет рубрики 3 или 34, он обнаружит, что его ответ является неправильным. Не следует огорчаться по этому поводу: во всех таких случаях учащемуся оказывается дополнительная помощь. Правильный ответ, разумеется, содержится в рубрике 18.
В тех случаях, когда вы не знаете, как ответить на поставленный вопрос и хотели бы получить дополнительные разъяснения, вам советуют перейти к такой рубрике, как 54. Всегда разумнее последовать этому пути, чем пытаться ответить на вопрос при помощи догадки.
Систематически работая с этим учебником, вы убедитесь в том, что программированное обучение не только легче и приятнее, чем чтение обычного учебника, но также позволяет проходить материал более быстрыми темпами. Однако не следует относиться к программированному обучению, как к волшебному методу, который позволит вам достичь цели без всякого труда! Этот метод отнюдь не позволит вам выучить химию «во сне». Лишь добросовестная проработка каждой программы обеспечит достижение успеха.
Ниже мы дадим некоторые полезные для вас указания:
1.	Приступать к проработке каждой программы следует, отдохнув и располагая достаточным временем для ее полного прохождения. Если это возможно, лучше всего проработать каждую программу за один прием, а затем повторно пройти ее несколько раз в последующие дни. Разумеется, если приходится прервать изучение программы, следует отметить номер последней пройденной вами рубрики.
2.	Каждая рубрика предназначается для проработки, а не просто для прочтения. Не переходите к следующей рубрике, пока вы не будете полностью уверены, что поняли содержание данной рубрики. Программа не предусматривает возможности прочтения материала в обратной последовательности. Внимательно сверяйте свои ответы с приведенными в следующей рубрике и исправляйте любые ошибки, которые вы допустили. Не расстраивайтесь, если вы сделали ошибки при первой проработке программы. Однако будет весьма прискорбно, если вы не извлечете урока из этих ошибок.
3.	Каждый раз, когда вам предлагается выбрать один из возможных ответов на заданный вопрос, следует быть абсолютно честным. Разумеется, мы понимаем, что смошенничать здесь очень просто. Однако мы советуем всегда делать серьезную попытку получить правильный ответ. Мошенничество
12	(vu<;	‘ iil! .k-’".
несомненно не приведет вас к успеху. Время от времени у вас будет возможность выбрать в качестве ответа такую фразу, как «Не понял вопроса» или просто «Не знаю». Никогда не отказывайтесь выбрать такой ответ, если вы действительно чувствуете себя неуверенно. Тогда вы будете переадресованы к рубрике, где сможете получить дополнительную помощь.
4.	Постоянная проверка усвоения материала и правильного выбора ответов на вопросы вносит в учебный процесс элемент развлечения. Тем самым он постепенно превращается в некое подобие игры. Этот эффект предусмотрен и является очень желательным, хотя таит в себе опасность слишком быстрой проработки программы и даже предпочтения догадки продуманным ответам. Будьте настороже и не допускайте ничего подобного! Работать следует не торопясь, оставаясь спокойным и предельно сосредоточенным.
Успешное обучение требует активного участия со стороны учащегося, немедленной проверки всех ответов и прохождения материала в индивидуально приемлемом темпе. Программированное обучение удовлетворяет всем этим требованиям.
, л ^грамма 1
tec/j.cjf ие
1.	Химия принадлежит к числу естественных наук наряду с ботаникой, зоологией, минералогией и физикой. Области интересов химии и физики довольно близки, и поэтому данные науки имеют много общих черт. Однако желательно с самого начала разобраться в существенном различии между химическими и физическими процессами. Попробуем пояснить это различие, начав с рассмотрения свойств воды.
Как известно, вода существует не только в виде жидкости, но также в виде льда и пара. Другими словами, она может существовать в виде твердого вещества, жидкости или газа.
Более научное выражение этого факта заключается в том, что вода может существовать в трех различных состояниях, а именно в твердом, жидком или газообразном состоянии.
Теперь попытайтесь ответить на следующие вопросы:
Как называется вода в твердом состоянии?
Как называется вода в газообразном состоянии?
Запишите свои ответы в виде полных предложений на отдельном листе бумаги, а затем проверьте их, обратившись к рубрике 8.
2.	Вы совершенно правильно отнесли второй эксперимент к числу физических процессов (замерзание воды с образованием льда), потому что в данном случае происходит только изменение состояния.
Однако первый эксперимент (испарение воды) соответствует не химическому процессу, а физическому. Пар представляет собой не что иное, как другую форму воды, потому что при охлаждении он снова превращается в жидкую воду.
Продолжайте чтение с рубрики 7.
3.	Вы недостаточно внимательны и работаете небрежно. По вашему ответу видно, что вы не полностью усвоили предыдущий материал. Поэтому рекомендуем вам начать снова с рубрики 1. Не позволяйте себе отвлекаться и читать поспешно, а внимательно вчитывайтесь в текст программы.
4.	Вы правильно ответили, что при осторожном ударе дйух стаканов друг о друга, вызывающем звон стекла, с самим стеклом как с веществом не ' происходит изменений. Однако второй эксперимент также включает физический процесс, потому что если стекло разбивается при сильном ударе, то с ним как с веществом тоже не происходит изменений. Даже кусочки стекла или тонко размолотый стеклянный порошок по-прежнему представляют собой то же самое вещество. Здесь не происходит подлинного изменения вещества, и поэтому рассматриваемый процесс (эксперимент 2) нельзя отнести к химическому.
Продолжайте чтение с рубрики 13.
1
14
Программа 1
5.	Вы совершенно правы, что светло-серый порошок не является химическим соединением.
Однако растирание в ступке представляет собой физический процесс, поскольку при операциях размалывания и перемешивания сами вещества остаются неизмененными и изменяются только их состояния.
Жаль, что вы еще не можете уверенно отличить химический процесс от физического. Советуем вам как можно скорее проработать повторно эту программу!
А сейчас переходите к чтению рубрики 29.
6.	Диоксид серы представляет собой химическое соединение, образованное из серы и кислорода. Химическое соединение-диоксид серы-образуется в результате химического процесса. При соединении серы с кислородом происходит горение. Образование химических соединений часто сопровождается горением или выделением тепла.
Итак, мы приходим к новому важному понятию-химическое соединение.
Если два вещества соединяются друг с другом в химическом процессе, то при этом образуется......
Вставьте пропущенные слова в это предложение, а затем переходите к рубрике 35.
7.	Совершенно верно. Разумеется, замерзание и испарение воды представляют собой физические процессы, поскольку в них происходит только изменение состояния.
В отличие от этого при химических процессах участвующие в них вещества ....
Вставьте в это предложение пропущенные слова и проверьте свой ответ в рубрике 17.
8.	Вода в твердом состоянии представляет собой лед, а в газообразном состоянии-пар.
Однако вода не единственное вещество, способное существовать в указанных трех состояниях (твердом, жидком и газообразном).
Железо можно расплавить, т. е. превратить из твердого состояния в жидкое.
Бензин испаряется в карбюраторе автомашины. Это означает переход из ... состояния в ... состояние.
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 16.
9.	По-видимому, вы не слишком внимательно прочли описание эксперимента. Иначе вы бы поняли, что смесь не была разогрета до свечения в пламени горелки, а свечение возникло самостоятельно после исходного нагревания смеси. Более того, свечение стало более интенсивным после того, как пламя удалили от смеси. Следовательно, большая часть тепла в рассматриваемом эксперименте выделилась в самой смеси.
Полученная серая масса, очевидно, представляет собой единое вещество. Поэтому под микроскопом в ней невозможно различить исходное железо или серу. Точно так же невозможно удалить из полученной массы при помощи магнита хоть сколько-нибудь свободного железа. Любая попытка извлечь серу
Введение
15
1
из полученной массы при помощи дисульфида углерода, также обречена на неудачу.
Обратитесь снова к рубрике 38.
10.	1. Плавление сахара представляет собой физический процесс. При этом
происходит переход из твердого состояния в жидкое.
2.	При сильном нагревании сахар сгорает и образуется древесный уголь. При этом происходит превращение вещества, т.е. химический процесс.
3.	При ржавлении железа образуется вещество, которое по своим свойствам резко отличается от исходного железа. Значит, в данном случае происходит превращение вещества, т.е. протекает химический процесс.
4.	а) Плавление воска представляет собой лишь изменение его состояния и, следовательно, физический процесс.
б) Горение воска представляет собой превращение вещества и, следовательно, химический процесс.
Рассмотрите примеры других изменений и процессов, с которыми вы знакомы из повседневной жизни, и решите, имеют ли они химическую или физическую природу.
Продолжайте чтение с рубрики 19.
11.	Очень хорошо, что вы не гадали, а честно признались, что вам еще не все ясно.
Растворение сахара в воде представляет собой физический процесс.
В этом процессе сахар не подвергается химическому превращению, т.е. не происходит образования нового вещества с совершенно отличными свойствами. Посредством другого простого физического процесса (испарения воды) нетрудно снова получить исходный сахар.
Сравните эти наблюдения с определением, которое было дано для образования химического соединения, а затем снова возвращайтесь к рубрике 30.
12.	Если два или несколько веществ соединяются с образованием вещества, имеющего совершенно другие свойства, то это новое вещество называется химическое соединение. (Исходные вещества, вообще говоря, тоже могут быть химическими соединениями, т.е. образованными в свою очередь из каких-либо других веществ.)
Чтобы разобраться в этом получше, рассмотрим описание следующего эксперимента:
4 г (грамма) серы и 7 г железных опилок растирают в ступке, т.е. размалывают и перемешивают. Из смеси желтой серы и серых железных опилок образуется светло-серый порошок. Если исследовать эту смесь под микроскопом, то можно увидеть в ней неизменившиеся частицы серы и железа, перемешанные друг с другом.
Какое из следующих утверждений правильно?
•	Растирание в ступке представляет собой физический процесс;
светло-серый порошок является химическим соединением	—> 43
•	Растирание в ступке представляет собой физический процесс;
светло-серый порошок не является химическим соединением -»	29
16
Программа 1
1
Растирание в ступке представляет собой химический процесс;
светло-серый порошок является химическим соединением -> 36
Растирание в ступке представляет собой химический процесс: светло-серый порошок не является химическим соединением -»	5
13. Да, в этом случае мы имеем дело с двумя физическими процессами. Когда стаканы осторожно сталкивают друг с другом, заставляя их звенеть, образующее их вещество никоим образом не изменяется. Даже если разбить стаканы, их вещество не изменится, потому что кусочки стекла или тонко размолотый стеклянный порошок по-прежнему остаются стеклом. В данном случае не происходит подлинного превращения вещества.
Рассмотрим еще третий пример:
Сера представляет собой желтое вещество, которое легко превратить в порошок благодаря ее хрупкости.
Эксперимент 1. Немного серы осторожно нагревают в фарфоровой ложке. Через некоторое время сера плавится.
Эксперимент 2. Ту же серу нагревают сильнее. Расплавленная сера' начинает гореть голубым пламенем. В результате процесса горения образуются едкие газы. Через некоторое время вся сера исчезает. При охлаждении газов, образовавшихся во время горения, сера не осаждается.
Процессы каких типов осуществляются в этих двух экспериментах?
•	Оба процесса физические	-» 39
•	Оба процесса химические	-» 21
•	Первый эксперимент включает физический процесс,
а второй-химический процесс	->	27
•	Первый эксперимент включает химический процесс, а второй - физический процесс	->	3
14.	Правильно! Испарение или замерзание воды изменяет только ее состояние. Вернитесь теперь к рубрике 15.
15.	Физическими называются процессы, в которых вещество остается неизменным и происходят лишь изменения его состояния и связанных с состоянием свойств.
Процессы, в которых претерпевают превращения сами вещества, называются химические процессы (например, уголь -» зола и дым).
Определение. Химическими называются процессы, в которых происходит превращение участвующих веществ в другие вещества. Постарайтесь хорошо запомнить это определение!
Примерами химических процессов являются все случаи горения.
Подумайте, например, о горении не только угля, но также природного газа, восковых свечей, сигарет, спичек и т.п.
Вообразите теперь, что проводятся следующие два эксперимента:
1.	Некоторое количество воды нагревают до кипения. Кипение начинается при 100 С, и при этом образуется пар. Через некоторое время вся вода выкипает до конца.
2.	Некоторое количество воды охлаждают. При 0°С она замерзает и превращается в лед.
Введение
17
1
Какого типа процессы происходят в этих двух экспериментах?
Оба процесса химические	-» 25
Оба процесса физические	->	7
Первый эксперимент включает химический процесс, а второй эксперимент включает физический процесс ->	2
Первый эксперимент включает физический процесс, а второй эксперимент включает химический процесс -» 31
16.	Бензин испаряется в карбюраторе автомашины. Это означает переход из жидкого состояния в газообразное состояние.
При таком изменении состояния само вещество остается неизменным, поскольку оно просто переходит из одного состояния в другое. Изменение состояния легко обратить, т.е. провести изменение в обратном направлении.
Пример. При кипячении воды в накрытом часовым стеклом химическом стакане образуется пар (происходит превращение жидкости в газ). Через некоторое время при охлаждении пара на часовом стекле образуются капли воды (превращение газа в жидкость).
Взяв за основу этот пример, опишите последовательность изменений состояния, происходящих при переходе из жидкого состояния в твердое и затем снова в жидкое. Проверьте ответ в рубрике 24.
17.	При химических процессах участвующие в них вещества превращаются в другие вещества.
Если вам удалось завершить это определение правильно, то это значит, что вы продвигаетесь вперед хорошо! Если же, наоборот, вы испытывали при этом трудности или сделали ошибки, то постарайтесь теперь получше запомнить это важное определение.
Запишите определение физического изменения и проверьте ответ, обратившись к рубрике 26.
18.	Неправильно. Растворение сахара в воде представляет собой физический процесс, поскольку вода содержит сахар в растворенном виде. Ни с сахаром, ни с водой в данном случае не происходит истинного превращения вещества. Даже если сахар находится в растворе, его все равно можно определить по вкусу.
Очевидно, вы еще не полностью уяснили себе важное понятие «химическое соединение». Поэтому рекомендуем вам обратиться к рубрике 35.
19.	Вспомните химический процесс, происходящий при горении серы. Если вы захотите выполнить этот эксперимент самостоятельно, купите кусочек серы в аптеке. Ее можно поджечь спичкой, нужно только позаботиться, чтобы этот эксперимент проводился на негорючей подставке, например на фарфоровой тарелке. Сера сгорает с образованием голубого пламени и выделением едкого газа.
В процессе горения сера соединяется с кислородом воздуха и образует новое вещество-диоксид серы, который появляется в виде едкого газа. Сера и кислород в диоксиде кислорода уже не являются свободными, а входят в него в связанной форме. В таком случае можно сказать, что произошло образование нового химического соединения.
2-1073 МР* '	*	...... .
IBm. ....................J
IX	‘	Программа 1
Вставьте пропущенные слова в следующее предложение:
Диоксид серы представляет собой химическое соединение, образованное из ... и ... .
Проверьте ответ в рубрике 6.
20.	Хорошо, что вы не гадали при ответе на поставленный вопрос, а обратились к дальнейшим разъяснениям.
При описании данного эксперимента вас несомненно должны были поразить два факта, а именно:
1.	Свечение массы становится более интенсивным после удаления пламени. Этот факт несомненно указывает на протекание химического процесса. Химические процессы часто сопровождаются выделением тепла и даже воспламенением.
2.	Образовавшаяся серая масса обладает совершенно иными свойствами, чем исходная смесь.
Вернитесь снова к рубрике 38 и внимательно сопоставьте свойства серой массы со свойствами исходной смеси.
21.	Вы правильно указали, что горение серы представляет собой химический процесс.
Однако плавление серы сводится только к изменению ее состояния (переход из твердого состояния в жидкое), а не включает превращение вещества. Следовательно, плавление серы представляет собой физический процесс.
Продолжайте чтение с рубрики 37.
22.	Сера + Кислород -» Диоксид серы
Диоксид серы является химическим соединением, которое образуется из серы и кислорода.
Что понимается под химическим соединением?
Если два или несколько веществ соединяются с образованием ..., имеющего совершенно другие свойства, то это новое вещество называется ... .
Завершите это определение и проверьте свою запись в рубрике 12.
23.	Вы несомненно дали правильный ответ: Уголь не остался без изменений, а полностью превратился в другие вещества. Следовательно, такой процесс не может быть физическим по своей природе. Как же тогда должно выглядеть определение физического процесса?
Физическими называются процессы ...
Завершите это предложение и проверьте его правильность в рубрике 15.
24.	При охлаждении воды ниже 0°С образуется лед (переход из жидкого состояния в твердое). Если этот лед нагревать, из него снова получается вода (переход из твердого состояния в жидкое).
Изменения состояния представляют собой физические процессы и не имеют ничего общего с химией.
В физических процессах могут изменяться и такие свойства, как теплосодержание (горячее/холодное), магнетизм (магнитное/немагнитное),
Введение
19
1
размеры частиц (большие/средние/малые) и степень растворения (растворенное вещество/нерастворенное вещество).
Отметим, что во всех упомянутых здесь изменениях само вещество остается неизменным. Это означает, что, если воспроизвести начальные условия эксперимента (температуру и т.д.), вещество должно снова перейти в исходное состояние. Такой подход может служить очень важным критерием для определения того, какие процессы являются физическими.
Теперь завершите следующее предложение:
Физическими процессами являются такие процессы, в которых вещество остается неизменным и изменяется только его ... .
Переходите к рубрике 32.
25.	Неправильно.
Химическими являются процессы, в которых участвующие вещества превращаются в другие вещества.
Рассмотрим теперь такой вопрос: Превращается ли вода в другое вещество, когда она испаряется или замерзает?
•	Да -> 33
•	Нет -> 14
26.	Физическими называются процессы, в которых вещество остается неизменным и происходит лишь изменение его состояния и связанных с этим свойств.
Рассмотрим второй пример.
Эксперимент 1. Два стеклянных стакана осторожно сталкивают, заставляя их звенеть.
Эксперимент 2. Эти же два стакана сталкивают друг с другом так сильно,
что стекло разбивается. Осколки стекла размалывают
в ступке до получения порошка.
Процессы какого типа происходят в этих экспериментах?
• Оба процесса физические	-»	13
• Первый процесс является физическим,
а второй-химическим	->	4
• Оба процесса химические	-» 41
• Первый процесс является химическим,
а второй-физическим	-»	34
27.	Плавление среры представляет собой физический процесс, а сгорание серы-химический процесс.
Ваш ответ показывает, что вы полностью понимаете материал, пройденный до сих пор. Поэтому вы можете перейти к рубрике 19.
Но если у вас остаются какие-нибудь сомнения по отдельным вопросам, то можете проверить себя, обратившись к рубрике 37.
28.	На оба вопроса следует ответить «нет», поскольку ни позвякивание стаканов, ни размалывание стекла не приводят к появлению нового вещества.
Вернитесь к рубрике 26 и ответьте на поставленный там вопрос.

ю_________________________________;_____________________________________
29.	Совершенно верно! Растирание в ступке железных опилок и порошка серы представляет собой физический процесс. Участвующие в нем вещества остаются неизменными, а меняется только их степень измельчения.
Смесь частиц железа и серы, т.е. светло-серый порошок, не является химическим соединением. В описанном эксперименте не образуется новое вещество, обладающее новыми свойствами. В этом можно убедиться, снова разделив полученную смесь.
Разделение нетрудно выполнить двумя способами:
1.	Поскольку железо притягивается магнитом, а сера нет, железо можно удалить из смеси магнитом. При этом сера останется на месте.
2.	Поскольку сера растворяется в некоторых растворителях (например, в дисульфиде углерода), а железо не растворяется в них, серу можно извлечь из смеси, растворяя ее в дисульфиде углерода. После фильтрования полученного раствора железо останется на фильтре. Серу можно выделить из раствора, прошедшего через фильтр, подвергая этот раствор упариванию.
Внимание! Дисульфид углерода чрезвычайно легко воспламеняется и очень ядовит!
Оба описанных метода разделения включают ... (физический/химический) процессы.
Впишите недостающее слово и проверьте ответ в рубрике 38.
30.	Правильно. Серый продукт представляет собой новое химическое соединение. Сильное свечение, ставшее еще более интенсивным после удаления пламени, указывает на протекание химического процесса и образование нового соединения. Полученное соединение серы и железа называется сульфид железа. Оно обладает свойствами, совершенно отличающимися от свойств смеси серы и железа.
В отличие от смеси химическое соединение нельзя разделить на исходные составляющие посредством какого-либо чисто физического процесса.
Рассмотрим теперь эксперимент, в котором немного сахара растворяют в воде. Вода приобретает сладкий вкус, хотя если не знать этого, то совсем не очевидно, что вода содержит растворенный в ней сахар. Если выпаривать воду, то в конце концов останется слой сахара.
Образуется ли новое химическое соединение, когда сахар растворяется в воде?
•	Да	-	18
•	Нет	—	42
•	Не знаю	—	11
31.	Вы совершенно правильно указали, что первый эксперимент (испарение воды) включает физический процесс, поскольку испарение представляет собой не что иное, как просто изменение состояния вещества.
Однако и второй эксперимент включает не химический, а тоже физический процесс, поскольку замерзание воды с образованием льда также представляет собой не что иное, как изменение состояния! В этом эксперименте не происходит настоящего изменения (превращения) вещества. При условии, что ко льду будет подведено достаточное количество тепла, он расплавится и снова образует воду.
Продолжайте чтение с рубрики 7.
Касдеиие
21
J
32.	Физическими процессами являются такие процессы, в которых вещество остается неизменным и изменяется только его состояние.
Сформулируем это важное утверждение несколько по-иному, чтобы получилось определение. (Определения даются, чтобы облегчить вам правильные ответы на вопросы, связанные с важными понятиями.)
Определение. Физическими называются процессы, в которых вещество не подвергается превращениям, а происходят лишь изменения его состояния и связанных с этим свойств.
Пожалуйста, убедитесь, что вы хорошо запомнили это определение!
При горении угля наблюдается не только выделение полезного тепла, но и образование золы и дыма. Как вы полагаете, что в действительности происходит при этом? Остается ли уголь неизменным, и изменяется ли при этом только его состояние?
Ответ на этот вопрос дается в рубрике 23, но, прежде чем обратиться к ней, подумайте над ним очень внимательно.
33.	Нет! При испарении воды она не превращается в другое вещество, а происходит только изменение ее состояния. Образующийся пар можно снова превратить в жидкую воду, просто охлаждая его.
Аналогично, когда вода замерзает и образует лед, она не превращается в другое вещество, а изменяется лишь ее состояние. Если подвести ко льду достаточное количество тепла, он расплавится и снова превратится в воду. Повторите материал начиная с рубрики 16.
34.	Вы совершенно правильно указали, что, когда стакан разбивается от сильного удара, само стекло, из которого он состоит, никоим образом не изменяется (не превращается в другое вещество).
Однако и первый эксперимент тоже включает физический процесс, потому что при осторожном ударе стеклянных стаканов друг о друга, вызывающем звенящий звук, со стеклом вообще не происходит никаких изменений. Поскольку в этом процессе не наблюдается превращения вещества, он не может быть химическим!
Продолжайте чтение с рубрики 13.
35.	Химическое соединение
Для этого чрезвычайно важного понятия мы сейчас дадим общее определение, которое легко запомнить.
Определение. Если два или несколько веществ соединяются с образованием нового вещества, имеющего совершенно иные свойства, то это новое вещество называется химическое соединение.
79. Например, ржавчина-это химическое соединение, которое образуется при взаимодействии железа и кислорода. Она обладает совершенно иными свойствами, чем исходное вещество (железо).
Железо + Кислород -♦ Ржавчина
А как образуется диоксид серы?
... + ... -» Диоксид серы
Завершите запись в предыдущей строке и проверьте свой ответ в рубрике 22.
1
22
Программа 1
36.	Нет! Растирая в ступке какое-либо вещество, т.е. размалывая и перемешивая его, можно вызвать только изменение его состояния (от крупных кусков до тонкого порошка).
До тех пор пока частицы серы и железа остаются в смеси в неизмененном виде, нельзя говорить о превращении вещества.
Вернитесь к рубрике 12 и продумайте как следует свой ответ!
37.	Для каждого из следующих экспериментов укажите-химический или физический процесс он включает:
1.	Немного сахара осторожно нагревают в химическом стакане.
В результате образуется прозрачная вязкая расплавленная масса.
2.	Расплавленный сахар нагревают сильнее. Он темнеет, выделяются пары, и в конце концов образуется черная зола.
3.	Железный предмет подвергается ржавлению.
4.	Восковую свечу зажигают и в процессе горения наблюдают следующие явления:
а)	плавление воска под действием тепла пламени;
б)	горение воска на фитиле свечи.
Укажите, какой процесс происходит в каждом из этих экспериментов (1, 2, 3, 4а и 46), и проверьте ваши ответы в рубрике 10.
38.	Оба метода разделения включают физические процессы. (Если вам это недостаточно ясно, прочтите дополнительный материал в рубрике 40. Там описан эксперимент, который вы можете при желании выполнить самостоятельно.)
Теперь предположим, что смесь 4 г серы и 7 г железных опилок осторожно нагревают в пробирке. При этом пользуются лишь небольшим пламенем и подводят тепло только к одному участку смеси. Прежде чем нагреется вся смесь в пробирке, в месте нагрева начинает появляться свечение. Если теперь полностью удалить пламя от этого места, свечение продолжается и даже усиливается и постепенно распространяется на всю смесь. После охлаждения в пробирке находится однородная серая масса. Рассматривая ее под микроскопом, в ней уже нельзя обнаружить исходных частиц серы и железа. В этом случае из серой массы не удается извлечь ни железа (при помощи магнита), ни серы (из раствора в дисульфиде углерода).
Что представляет собой эта серая масса?
•	Смесь серы и железа, которая была разогрета до
каления в пламени	-*	9
•	Новое химическое соединение	-►	30
•	Не знаю	-»	20
39.	Вы совершенно правильно указали, что плавление серы представляет собой физический процесс, поскольку при этом изменяется только ее состояние (из твердого в жидкое).
Однако в процессе горения серы выделяется едкий газ. Этот газ не испаряющаяся сера, а новое вещество, поскольку при охлаждении газа, образующегося при сгорании серы, не происходит осаждения серы. Следовательно, горение серы представляет собой химический процесс.
Продолжайте чтение с рубрики 37.
Введение
23
1
40.	Хотя и первый метод разделения (извлечение железа из смеси при помощи магнита), и второй метод (растворение смеси в дисульфиде углерода с последующим фильтрованием) основаны на физических процессах, по-видимому, это совершенно очевидно только в случае первого метода.
Ясно, что при извлечении железа при помощи магнита с ним не происходит никаких превращений, и то же самое относится и к сере, остающейся после разделения смеси.
При обработке смеси дисульфидом углерода происходит полное растворение серы, подобно тому как бывает при растворении соли в воде. Однако и при этом не происходит превращения вещества. Это доказывается тем, что после испарения дисульфида углерода остается осадок неизменившейся серы.
Если вам трудно представить себе мысленно, что происходит в описанном случае, попробуйте выполнить самостоятельно следующий эксперимент:
Эксперимент
1.	Смешайте немного
речного песка и соли.
2.	Добавьте немного воды и перемешивайте смесь (соль растворяется, но этого не происходит с песком).
3.	Теперь профильтруйте раствор, пользуясь фильтром от кофейника. Песок останется на фильтре.
4.	Выпарите профильтрованный раствор в плоской посуде. Полученный сухой осадок-это соль. Если хотите, попробуйте ее на вкус!
Продолжайте читать рубрику 38.
Аналогия
Серу и железные опилки перемешивают в ступке.
Сера растворяется в дисульфиде углерода, а железо не растворяется в нем.
При фильтровании железные опилки остаются на фильтре.
Дисульфид углерода выпаривают из профильтрованного раствора.
Полученный сухой осадок представляет собой серу.
41.	Нет! Ни в одном из этих двух экспериментов не происходят химические процессы.
Ответьте теперь на следующие вопросы:
1.	Происходит ли превращение стекла в другое вещество при осторожном ударе двух стаканов друг о друга, вызывающем звенящий звук?... (Да/Нет).
2.	Происходит ли превращение стекла в другое вещество при размалывании осколков стакана в ступке? ... (Да/Нет).
Запишите ответы на эти вопросы и проверьте правильность в рубрике 28.
42.	Совершенно верно. Растворение сахара в воде представляет собой физический процесс, потому что при этом не происходит образования нового химического соединения.
Разделить два вещества, сахар и воду, содержащиеся в растворе, очень просто: нужно выпарить воду, и после этого останется сухой сахар. Пар,
24
Программа I
образующийся в этом процессе, можно охладить в специальном аппарате и таким образом снова получить воду (сконденсировавшуюся).
Однако в некоторых случаях различия между физическим и химическим процессами или между химическим соединением и смесью не столь ясны, как в описанных выше примерах. Иногда для выяснения этого различия требуется сложное оборудование и проведение непростых экспериментов. Однако в любом случае очень важно, чтобы каждый проводимый эксперимент был тщательно подготовлен, выполнен с предельной обдуманностью и чтобы все события, произошедшие в ходе эксперимента, наблюдались внимательно и точно. Даже самые незначительные наблюдения в химических экспериментах могут иметь важнейшее значение!
А теперь подведем итоги:
Вы познакомились и, надеемся, запомнили три новых определения. Пользуясь этими определениями, вы сможете отличать друг от друга простые физические и химические процессы и устанавливать, произошло ли образование химического соединения.
Смеси и растворы могут быть разделены при помощи физических процессов, а химические соединения нельзя разделить таким способом.
Конец программы 1.
43.	Вы совершенно правильно поняли, что размалывание в ступке представляет собой физический процесс.
Однако светлосерый порошок, состоящий из смеси мелко размолотых частиц железа и серы, не является химическим соединением.
Это понятно из следующих рассуждений:
1.	Химические соединения образуются только в химических процессах и никогда не образуются в физических процессах.
2.	Хотя железо и сера находились в тесном контакте, они не соединились друг с другом. В смеси по-прежнему удается различить (если необходимо, при помощи микроскопа) желтые частицы серы и серые частицы железа.
Переходите к рубрике 29.
2
Программа 2
Воздух
1. Всем известно, что многие вещества могут гореть-например, бензин,
уголь, дерево и бумага. Фосфор тоже горючее вещество.
Представим себе, что проводятся следующие два эксперимента:
Эксперимент 1. Кусочек фосфора кладут на небольшое блюдце, плавающее
на поверхности воды. Блюдце покрывают стеклянным цилиндром, как показано на рис. 1. Через некоторое время фосфор самопроизвольно начинает дымиться и затем воспламеняется. Одновременно с этим наблюдается повышение уровня воды в стеклянном цилиндре (рис. 2). Когда горение прекращается-а это происходит раньше, чем весь фосфор успевает сгореть-приостанавливается и подъем жидкости. (Прекращение горения фосфора можно наблюдать только в том случае, если кусочек фосфора достаточно велик.) По окончании горения на блюдце кроме фосфора присутствует еще какое-то белое вещество. Объем воздуха в стеклянном цилиндре становится меньше приблизительно на одну пятую (1/5) исходного количества.
опасны!)
(Не проводите этот эксперимент самостоятельно-опыты с фосфором очень
Воздух Фос<рор
Вода
вода
Рис. 1
Рис. 2
Эксперимент 2. Небольшие кусочки медной проволоки помещают
в стеклянную трубку и нагревают в пламени до красного каления. Через трубку с одного конца продувают один литр (1 л= 1000 мл) воздуха. Газ, выходящий из другого конца трубки, собирают и измеряют его объем; обнаруживается, что этот объем составляет всего 800 мл. Другими словами, объем собранного газа на 200 мл меньше объема впущенного в трубку воздуха.
Какая часть воздуха, впущенного в трубку, оказалась израсходованной?
Приблизительно 1/3
Приблизительно 1/5 Не знаю
->	8
-> 16
-> 24
2. Неправильно. Подумайте снова, что происходит при сгорании фосфора: фосфор соединяется с кислородом, который он получает из воздуха.
26
Программа 2
Следовательно, к фосфору что-то добавляется, а именно то количество кислорода, которое потребляется в процессе горения.
Вам следует снова прочесть рубрику 10.
3.	Неправильно. Воздух не чистое вещество, а смесь, состоящая главным образом из двух газов. Один из них участвует в горении и, следовательно, потребляется в этом процессе. Другой газ не принимает участия в горении и, следовательно, не расходуется.
Прочтите снова рубрику 1.
4.	Неправильно. Окисление действительно представляет собой химическую реакцию, но азот в ней не принимает участия. Более того, любое горение или окисление прекращается в присутствии азота. Например, горящая свеча гаснет в атмосфере азота.
Прочтите снова рубрику 19.
5.	Совершенно верно. При подкислении раствора синяя окраска лакмуса изменяется на красную. Это можно запомнить, если воспользоваться следующей мнемонической рифмованной фразой:
Добавляется кислота-появляется краснота.
Вернемся теперь к вопросу о составе воздуха. Что представляет собой воздух?
•	Смесь, состоящую главным образом из двух	->	13
газов
•	Чистый (неразделимый на компоненты) газ	->	30
•	Химическое соединение двух газов	-♦	21
6.	Неправильно. Прочтите внимательно следующее:
При сгорании любого вещества, например фосфора, первоначальный объем воздуха уменьшается приблизительно на 1/5. Оставшиеся 4/5 объема воздуха не поддерживают горения. Более того, в оставшемся воздухе прекращаются процессы горения.
Вставьте теперь пропущенные слова в следующее предложение:
Воздух состоит приблизительно на 1/5 из ... и на 4/5 из ... .
Продолжайте чтение с рубрики 15.
7.	Вы правильно считаете, что при горении расходуется только часть воздуха, но неправильно указываете-какая именно часть.
Прочтите снова внимательно рубрику 1.
8.	Ваш ответ неправилен. 1/3 от 1000 мл-это 333 мл. На самом же деле израсходовано лишь около 200 мл! Проведите еще раз вычисления и затем снова обратитесь к рубрике 1.
9.	Из жидкого воздуха сначала испаряется азот, а затем кислород.
Обсудим сжижение и испарение воздуха несколько подробнее. Если воздух, имеющий температуру + 20°С, охлаждается последовательно до 0, - 10, - 50,
Воздух
27
2
— 100, — 150°С и так далее, он становится жидким приблизительно при — 200°С. Жидкий воздух имеет бледно-голубую окраску. При осторожном нагревании от — 200°С до приблизительно — 195°С он начинает кипеть. При этом из него постепенно испаряется азот (т. кип. — 196°С). По мере выкипания азота температура жидкого воздуха постепенно повышается от — 195 до — 194, затем до — 193°С и т.д., пока не достигнет — 183°С. В то же время окраска жидкого воздуха изменяется от светло-голубой до синей, поскольку содержание бесцветного азота в жидком воздухе уменьшается, а относительное содержание бледно-синего кислорода соответственно повышается. При — 183°С остается лишь жидкий кислород, однако и он постепенно полностью испаряется при этой температуре.
Укажите теперь следующее:
1.	Окраску жидкого воздуха.
2.	Окраску и температуру кипения жидкого азота.
3.	Окраску и температуру кипения жидкого кислорода. Проверьте ответы в рубрике 22.
10.	Совершенно верно. Химическая реакция, в которой вещество соединяется с кислородом, называется окисление.
При горении фосфора происходит его соединение с кислородом воздуха. В этом процессе окисления образуется химическое соединение, состоящее из фосфора и кислорода,-оксид фосфора, который представляет собой твердое белое вещество.
Легче или тяжелее образующийся оксид фосфора, чем исходный фосфор?
•	Легче	-»	34
•	Тяжелее	->	26
•	Одинаковой массы	-»	2
•	Не знаю	->	18
11.	Неправильно. Вспомните о различии между химическим и физическим процессами. В химическом процессе происходит превращение вещества в другое вещество, а в физическом процессе изменяется только состояние вещества, например из жидкого состояния оно переходит в газообразное.
Сжижение воздуха представляет собой только изменение состояния этого вещества и, следовательно, является ... процессом.
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 31.
12.	, Только кислород может поддерживать горение, а азот его не поддерживает. В процессе горения образуются оксиды, например
Фосфор + Кислород дают ....
Завершите эту запись и проверьте ответ в рубрике 29.
13.	Совершенно верно. Воздух является смесью, состоящей главным образом из двух газов.
Как называются эти два газа?
Воздух является смесью, состоящей главным образом из ... и ....
Вставьте недостающие названия газов и проверьте ответ в рубрике 25.
28
[||ю:р::мма 2
14.	Синяя окраска лакмуса в присутствии кислоты изменяется на красную. Теперь дайте ответы на следующие вопросы: —
1.	До какой температуры необходимо охладить воздух, чтобы произошло его сжижение?
2.	Какая окраска у жидкого воздуха?
3.	Какой компонент жидкого воздуха испаряется первым при его нагревании?
4.	Какие два газа получают промышленно в больших количествах из жидкого воздуха?
Ответы проверьте в рубрике 32.
15.	Совершенно верно. Воздух является смесью, содержащей приблизительно 20% (1/5) кислорода и 80% (4/5) азота. Воздух-бесцветный газ, не имеющий запаха. Его можно подвергнуть сжижению.
Чтобы легче было представить себе сжижение воздуха, рассмотрим поведение пара. При охлаждении пара он осаждается в форме жидкой воды, например на внутренней стороне крышки стакана.
Воздух также становится жидким при достаточном охлаждении, хотя для этого его приходится охлаждать очень интенсивно-приблизительно до — 200°С (читается «минус 200 градусов Цельсия»).
Свежеконденсированный жидкий воздух представляет собой голубоватую смесь, содержащую приблизительно в ... раза больше азота, чем кислорода.
Вставьте пропущенное слово и обратитесь к рубрике 23.
16.	Совершенно верно. Приблизительно 1/5 часть продуваемого воздуха исчезает; это совпадает с исчезающей частью воздуха в первом эксперименте!
Если горящую лучину внести в воздух, оставшийся после завершения этого эксперимента (приблизительно 4/5 от исходного количества), она немедленно погаснет.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
Воздух состоит из двух совершенно различных видов газа. Один из этих газов участвует в горении и расходуется в процессе горения. Этот газ составляет приблизительно 1/5 часть общего объема воздуха. Другой газ (составляющий приблизительно 4/5 исходного воздуха) не принимает участия в процессе горения. Наоборот, он гасит любое пламя.
Какая часть воздуха расходуется в процессе горения?
•	Воздух расходуется полностью	-»	3
•	Расходуется приблизительно 1/5 воздуха	27
•	Расходуется приблизительно 4/5 воздуха -»	7
17.	К сожалению, вы перепутали изменение окраски.
При добавлении кислоты окраска лакмуса изменяется с ... на .... Вставьте пропущенные слова и продолжайте чтение с рубрики 5.
18.	Подумайте снова-что получается при горении фосфора: фосфор соединяется с кислородом, содержащимся в воздухе. Следовательно, к фосфору что-то добавляется, а именно то количество кислорода, которое оказалось удаленным из воздуха в процессе горения;
Прочтите снова рубрику 10.
Вочдух
29
19.	Сопоставьте следующие факты:
Воздух состоит приблизительно на 1/5 (или на 20%) из кислорода и приблизительно на 4/5 (или на 80%) из азота.
Кислород поддерживает горение, а азот гасит любое пламя. Следовательно, горение поддерживается не воздухом, а только кислородом, который содержится в воздухе. В любом процессе горения кислород соединяется с горючим веществом (например, с углем или с фосфором) и поэтому удаляется из воздуха. Такой процесс является разновидностью химической реакции, называемой окисление.
Что же представляет собой окисление?
•	Химическая реакция (процесс), в которой вещество -> 10 соединяется с кислородом
•	Химическая реакция (процесс), в которой вещество	->	4
соединяется с азотом
•	Любая химическая реакция является окислением	-> 28
20.	Жидкий воздух имеет температуру приблизительно -200°С. При нагревании он начинает испаряться. В этом процессе жидкий азот испаряется раньше и быстрее, чем жидкий кислород. Поэтому жидкий воздух постепенно обедняется азотом, пока наконец не останется один жидкий кислород. Затем происходит испарение жидкого кислорода.
Запишите, в какой последовательности происходит испарение компонентов жидкого воздуха при его нагревании.
Проверьте ответ в рубрике 9.
21.	Ваш ответ показывает, что вы не полностью поняли пройденный материал.
Воздух представляет собой смесь главным образом двух газов, а вовсе не химическое соединение. Хотя составные части воздуха перемешаны очень однородно, они остаются совершенно неизменными. Вспомните, например, смесь серы и железа, обсуждавшуюся в программе 1.
Смешаны могут быть не только твердые вещества, но и жидкости, и газы. Воздух представляет собой ... различных газов.
Вставьте пропущенное слово и продолжайте чтение с рубрики 13.
22.	Проверьте ответ:
1.	Светло-голубая
2.	Бесцветная, - 196°С
3.	Бледно-синяя, - 183°С
Поскольку азот испаряется из жидкого воздуха первым (при более низкой температуре, чем кислород), эти два вещества легко собрать порознь. Таким способом можно получить каждое из них в очень чистом виде. (Разумеется, степень чистоты зависит от качества установки, применяемой для разделения, и от умения экспериментатора.)
В промышленности таким образом получают из воздуха большие количества кислорода и азота. Этими газами наполняют под высоким давлением стальные баллоны. При необходимости из таких баллонов можно выпускать небольшие количества газа. (Заметим, что в лабораторных условиях
30
Программа 2
кислород и азот не получают из жидкого воздуха. Необходимые для этого установки слишком сложны и громоздки.)
Итак, теперь мы знаем, что воздух представляет собой бесцветный газ, лишенный запаха; он является смесью, состоящей
приблизительно на 1/5 (20%) из кислорода и
приблизительно на 4/5 (80%) из азота.
Только ... может поддерживать горение, а ... не поддерживает его.
Запишите это предложение полностью и проверьте ответ в рубрике 12.
23.	Да, жидкий воздух, как и газообразный, содержит приблизительно в четыре раза больше азота, чем кислорода.
Химический или физический процесс представляет собой сжижение воздуха?
•	Химический процесс	->	11
•	Физический процесс	->	31
24.	Недостает приблизительно 200 мл воздуха. Какую часть от 1000 мл составляет это количество?
100мл составляют одну десятую (1/10) от 1000 мл
250 мл составляют одну четвертую (1/4) от 1000 мл
500 мл составляют половину (1/2) от 1000 мл
200 мл составляют одну ... (1/...) от 1000 мл
Вставьте пропущенную часть и проверьте ответ в рубрике 16.
25.	Воздух-это смесь, состоящая главным образом из кислорода и азота. Запомнили ли вы пропорцию этих двух газов в воздухе?
•	Приблизительно 2/5	кислорода	и	3/5	азота	->	6
•	Приблизительно 4/5	кислорода	и	1/5	азота	->	33
•	Приблизительно 1/5	кислорода	и	4/5	азота	->	15
26.	Совершенно верно. Продукт окисления, т.е. полученное после окисления вещество, оксид фосфора, должен быть тяжелее исходного фосфора, потому что последний соединился с кислородом.
Если попытаться растворить в воде продукт сгорания фосфора, т.е. оксид фосфора, то обнаружится, что он легко растворяется. Вода с растворенным в ней оксидом фосфора обладает кислотными свойствами, потому что в процессе растворения образуется кислота.
Не следует убеждаться в том, что вода с растворенным в ней оксидом фосфора обладает кислотными свойствами, пробуя раствор на язык, потому что это опасно. Вместо этого можно воспользоваться специальными красителями, которые изменяют свою окраску в присутствии кислоты. Примером подобного красителя является лакмус, он обладает свойством изменять голубую окраску на красную при добавлении к нему кислоты.
Если продукт сгорания фосфора, т.е. оксид фосфора, растворить в воде, содержащей лакмус, то окраска этого красителя изменится. Какое изменение окраски должно произойти?
•	Окраска изменится с голубой на красную	->	5
•	Окраска изменится с красной на голубую	->	17
Воздух
31
2
27.	Совершенно верно. В процессе горения расходуется приблизительно 1/5 часть воздуха. Газ, входящий в состав воздуха и расходуемый при горении, называется кислород. Газ, входящий в состав воздуха и не принимающий участия в процессе горения, называется азот.
Воздух представляет собой смесь двух газов и состоит приблизительно на 1/5 (или на 20%) из ... и приблизительно на 4/5 (или на 80%) из ....
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 19.
28.	Нет, окисление - это лишь определенный тип химической реакции, а именно химическая реакция, в которой вещество соединяется с ....
Вставьте пропущенное слово и проверьте правильность ответа в рубрике 10.
29.	Фосфор + Кислород дают Оксид фосфора
Если оксид фосфора растворить в воде, получается кислый раствор.
Лакмус-краситель синего цвета-при добавлении в такой раствор должен изменить свою окраску на ....
Вставьте пропущенное слово и проверьте ответ в рубрике 14.
30.	Ваш ответ показывает, что вы не полностью поняли материал, изложенный до сих пор.
Прочтите еще раз рубрику 1 и обратите особое внимание на эксперименты, описанные там. Тогда вам станет ясно, что воздух-смесь газов.
31.	Совершенно верно. Сжижение воздуха представляет собой только изменение его состояния и, следовательно, является физическим процессом.
Если жидкий воздух вылить на стол, он будет испаряться точно так же, как испаряется капля воды на горячей сковороде. Стол приблизительно на 200°С горячее жидкого воздуха, ведь жидкий воздух имеет температуру приблизительно ...°C.
Укажите температуру жидкого воздуха и проверьте ответ в рубрике 20.
32.	Правильные ответы:
1.	— 200°С
2.	Светло-голубая
3.	Азот
4.	Азот и кислород
Делаете ли вы еще какие-нибудь ошибки при повторном выполнении этого упражнения? Если делаете, то в ваших собственных интересах проработать теперь программу сначала.
Конец программы 2.
33.	Неправильно. Не забывайте, что в процессе горения расходуется приблизительно 1/5 часть воздуха. Оставшиеся 4/5 объема воздуха не могут поддерживать горение; более того, в них гаснет любое пламя.
Программа 2
По-видимому, вы перепутали пропорции двух основных составных частей воздуха. Поэтому запишите теперь, каков его состав.
Воздух состоит из: приблизительно на 1/5 из газообразного ...
и приблизительно на 4/5 из газообразного ....
Продолжайте чтение с рубрики 15.
34.	Неправильно. Подумайте снова, что происходит при горении фосфора: фосфор соединяется с кислородом, который он получает из воздуха. Следовательно, к фосфору что-то добавляется, а именно то количество кислорода, которое израсходовано из воздуха в процессе горения.
Прочтите еще раз рубрику J0.
Программа 3
Кислород
1.	Мы уже знаем кое-что о кислороде, который часто упоминался в предыдущей программе при обсуждении свойств воздуха. Кратко повторим то, что там было сказано:
Воздух является смесью главным образом двух газов и состоит приблизительно из 20% кислорода и 80% азота.
Кислород поддерживает процесс горения. Кислород можно перевести в жидкое состояние; жидкий кислород кипит при — 183°С и имеет ... окраску.
Промышленное получение кислорода основано на нагревании жидкого воздуха, из которого сначала испаряется ..., а затем .... Эти два вещества собирают последовательно, одно после другого; таким образом удается разделить два главных компонента воздуха.
Завершите предложение, в котором пропущена окраска жидкого кислорода, а затем предложение, описывающее последовательность испарения двух главных компонентов жидкого воздуха при его нагревании.
Проверьте ответ в рубрике 8.
2.	Нет, ведь вода-это соединение!
Вернитесь к рубрике 28.
3.	Совершенно верно. Электролиз -это химический процесс, в котором соединения разлагаются при пропускании постоянного электрического тока.
Это показывает, что вода представляет собой соединение кислорода и водорода.
Напротив, воздух является ... кислорода и азота. Вставьте пропущенное слово и проверьте ответ в рубрике 12.
4.	Неправильно. Смесь не станет легче после реакции. Ничто не уйдет из нее, просто два вещества, смешанные в ней (сера и железо) образуют соединение-сульфид железа (и при этом ничего не добавляется и не теряется).
Прочтите снова рубрику 37.
5.	Неправильно. Кислород, водород и железо являются простыми веществами. Однако воздух представляет собой смесь, которая состоит главным образом из двух простых веществ-кислорода и азота.
Вернитесь снова к рубрике 34 и постарайтесь правильно ответить на поставленный там вопрос.
6.	Кислород-это бесцветный газ, который при сжижении превращается
в жидкость бледно-синего цвета.
Кислород можно получать следующими способами:
1.	Нагреванием ... (в присутствии катализатора-диоксида марганца).
2.	Отделением ... из жидкого воздуха.
3-1073
34
Программа 3
3.	Разложением ... в установке для электролиза. Укажите пропущенные слова в трех названных методах и проверьте ответ в рубрике 25.

7.	Неправильно. Сжигание какого-либо вещества-это не метод получения кислорода. Наоборот, в таком процессе происходит потребление кислорода.
Вернитесь к рубрике 46.
8.	Жидкий кислород имеет бледно-синюю окраску. При нагревании жидкого воздуха сначала происходит испарение азота (т. кип. — 196°С), а затем кислорода (т. кип. - 183°С).
Если вы неправильно вставили недостающие слова в эти фразы, вам следует очень внимательно проработать снова программу 2. Рекомендуется полностью овладеть изложенным в ней материалом, прежде чем переходить к изучению нового.
Второй способ получения кислорода состоит в разложении воды при пропускании через нее электрического тока. С этой целью можно воспользоваться установкой для электролиза воды.
Нарисуйте самостоятельно эту установку. Обратите внимание, что она состоит из трех стеклянных трубок, соединенных внизу. Две боковые трубки закрыты сверху ..., а в нижней части каждой из них укреплен .... Оба электрода присоединены к ....
Вставьте пропущенные слова и проверьте их в рубрике 16.
9.	Мы уже указывали, что получение кислорода сжижением воздуха и последующим отделением азота неприменимо в лабораторных условиях, потому что для этого требуется сложная и громоздкая установка, подходящая только для промышленного получения кислорода.
Таким образом, ваш ответ неправилен. Вернитесь к рубрике 30.
Кислород
35
10.	Да, разложение соединения осуществляется посредством химического процесса.
Как можно разложить воду на кислород и водород?
•	Посредством физического процесса	-»	2
•	Посредством химического процесса	-> 18
11.	Физическими процессами являются те, в которых вещество не подвергается превращениям, а только изменяется его состояние и связанные с этим свойства.
Однако при электролизе вода разлагается постоянным током на два других вещества (кислород и водород), обладающие совершенно иными свойствами по сравнению с водой. Следовательно, электролиз приводит не к изменению состояния, а к превращению вещества.
Процессы, при которых участвующие в них вещества превращаются в другие вещества, называются химические процессы.
Следовательно, электролиз представляет собой ... процесс. Вставьте в это предложение недостающее слово й проверьте ответ в рубрике 3.
12.	смесью
Воздух является смесью, а вода является ....
Вставьте недостающее слово и проверьте ответ в рубрике 20.
13.	Совершенно верно. Поскольку в процессе данной реакции к реагентам не добавляется никакое вещество и не происходит удаления какого-либо вещества, их масса остается постоянной.
Этот принцип подтверждается во всех химических реакциях. Он носит название закон сохранения массы и формулируется следующим образом:
В любом химическом процессе масса (т.е. вещество) не появляется и не исчезает.
Повторим теперь кратко все, что мы выучили до сих пор.
Кислород представляет собой бесцветный ... без запаха и вкуса. Он поддерживает горение, но сам по себе не горит. Обнаружить присутствие кислорода можно таким способом: если внести в сосуд с этим газом тлеющую лучину, она сразу же ярко вспыхнет. Кислород можно превратить сжижением в жидкость ... цвета. Температура кипения жидкого кислорода равна — 183°С.
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 6.
14.	Неправильно. Чистый кислород не действует как катализатор ни в одном процессе горения, поскольку кислород при этом химически связывается с другим веществом и, следовательно, расходуется в таком процессе.
Процесс горения протекает на воздухе несколько медленнее, потому что кислород присутствует в воздухе лишь в разбавленном виде; в воздухе содержится приблизительно 20% кислорода.
Переходите к рубрике 33.
15.	Нет, в набор, который вы выбрали, входят только соединения. Вам же следовало выбрать простые вещества.
Обратитесь снова к рубрике 34 и внимательно разберитесь, какое из указанных там веществ представляет собой простое вещество, < з*
36
Программа 3
а какое-соединение. Напоминаем, что простые вещества не поддаются дальнейшему разложению посредством химических процессов, а соединения могут быть разложены таким путем.
16.	кранами, электрод, к батарее
В установке для разложения воды используются электроды, представляющие собой небольшие металлические пластины. Они присоединены к клеммам батареи (или какого-либо другого источника постоянного тока), в результате чего одна пластина становится положительным электродом, а другая пластина - отрицательным электродом. Положительный электрод называется анод, а отрицательный электрод-катод.
Если, подключив электроды к батарее, пропускать ток через подкисленную воду, которая налита в установку, то на каждом из электродов наблюдается выделение газа. Образующиеся пузырьки поднимаются вверх и газ собирается под кранами.
Газ, который собирается под одним из кранов (под правым краном на рис. 3), оказывается чистым кислородом, а газ, собирающийся под другим краном (под левым краном на рисунке), оказывается водородом (этот газ будет обсуждаться далее).
Основываясь на этих сведениях и пользуясь выполненным вами рисунком установки для разложения воды, завершите следующие предложения:
Газ, выделяющийся на положительном электроде (иначе, на ...), представляет собой ....
Газ, выделяющийся на отрицательном электроде (иначе, на ...), представляет собой ....
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 24.
17.	Ваш ответ не вполне правилен. Электролиз воды тоже удобный способ получения кислорода в лабораторных условиях. Однако в промышленности электролиз воды редко используется для получения кислорода из-за высокой стоимости необходимого для этого электрического тока.
Переходите к чтению рубрики 22.
18.	Совершенно верно. Вода является соединением. Поэтому ее можно разложить лишь посредством химического процесса, например электролиза.
При разложении воды в установке для ... кислород образуется на положительном электроде (аноде), а водород-на отрицательном электроде (катоде).
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 26.
19.	Да, смеси можно разделить при помощи физических процессов. А как можно разложить соединение?
•	Посредством физического процесса	-» 27
•	Посредством химического процесса	->	10
20.	соединением
Воздух является смесью ... и ....
Вода является соединением ... и ....
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 28.
Кислород
37
21.	Ваш ответ не вполне правилен. Нагревание хлората калия тоже удобный метод получения кислорода в лабораторных условиях.
Переходите к чтению рубрики 22.
22.	Совершенно верно. Электролиз воды (метод 2) и нагревание хлората калия (метод 3) позволяют быстро выделить небольшие количества кислорода, поэтому удобны для получения этого газа в лабораторных условиях.
Однако оба этих метода непригодны для промышленного получения кислорода, потому что они неэкономичны.
Метод получения кислорода из хлората калия имеет два существенных недостатка: во-первых, кислород выделяется очень неравномерно, и, во-вторых, хлорат приходится нагревать очень сильно. Реакция протекает намного быстрее, если к хлорату калия добавить диоксид марганца. Кроме того, она протекает в этом случае более равномерно, и кислород начинает выделяться быстрее и при более низкой температуре. Сам диоксид марганца не расходуется в этой реакции и в конце реакции находится в том же состоянии, что и в ее начале.
Вещества, ведущие себя подобным образом и ускоряющие химический процесс, называются катализаторы. Протекающий с их участием процесс называется каталитический.
Ответьте теперь на следующий вопрос:
Действует ли кислород как катализатор, когда внесенная в него тлеющая лучина вспыхивает и горит намного быстрее, чем в воздухе?
•	Да	-» 14
•	Нет	-> 33
23.	Неправильно. Фосфор, водород и сера-простые вещества, а сульфид железа - соедин ение.
Фосфор, водород и серу-простые вещества-нельзя подвергнуть дальнейшему химическому разложению. Однако поскольку сульфид железа представляет собой соединение, его можно разложить посредством ... процесса.
Вставьте пропущенное слово и проверьте ответ в рубрике 10.
24.	Газ, выделяющийся на положительном электроде (иначе, на аноде), представляет собой кислород.
Газ, выделяющийся на отрицательном электроде (иначе, на катоде), представляет собой водород.
Такой способ разложения вещества при помощи постоянного электрического тока называется электролиз.
Электролиз - это химический процесс?
•	Да	3
•	Нет, это физический процесс	-> 32
•	Не знаю	-» 11
25.	1. Нагреванием хлората калия (в присутствии катализатора-диоксида марганца).
2.	Отделением азота из жидкого воздуха.
3.	Разложением воды в установке Гофмана для электролиза воды.
Метод 2 удобен для ....
38
Программа 3
Методы 1 и 3 удобны для ...'.
Укажите, какие из этих методов удобны для получения кислорода в лабораторных и промышленных условиях.
Проверьте ответ в рубрике 61.
26.	При разложении воды в установке для электролиза воды кислород образуется на положительном электроде (аноде), а водород-на отрицательном электроде (катоде).
Кислород и водород не поддаются дальнейшему разложению в каком-либо химическом процессе. Такие вещества называются простые вещества*. Каждое простое вещество состоит из атомов одного элемента.
Железо, серу и фосфор тоже нельзя разложить посредством какого-либо химического процесса.
Следовательно, железо, сера и фосфор-это ....
Вставьте пропущенные слова и переходите к рубрике 34.
27.	Нет; вспомните, например, соединение железа и серы-сульфид железа! Ни железо, ни серу нельзя выделить из этого соединения посредством какого-либо физического процесса (например, при помощи магнита или путем растворения в дисульфиде углерода).
Соединения не поддаются разложению при помощи физических процессов. Соединения могут быть разложены только посредством ... процессов.
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 10.
28.	Воздух-смесь кислорода и азота.
Вода-соединение кислорода и водорода.
Различие между смесью и соединением очень важное!
Как можно разделить смесь?
•	При помощи	физического процесса	->	19
•	При помощи	химического процесса	->	36
•	Не знаю	->	44
29.	Неправильно. Чем больше кислорода поступает в пламя в любом процессе горения, тем выше должна быть температура пламени.
Прочтите еще раз рубрику 62.
30.	Ниже указаны три метода получения кислорода:
1.	Сжижение воздуха и последующее отделение кислорода от азота.
2.	Разложение воды в установке Гофмана для электролиза. На положительном электроде, выделяется кислород, а на отрицательном-водород.
3.	Нагревание хлората калия, из которого при этом выделяется . газообразный кислород.
Какой из этих методов удобен для использования в лабораторных условиях?
* В отечественной литературе принято следующее определение: простые вещества состоят из атомов одного элемента. Элементом же называется совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Однако по принятому в данной книге построению курса это определение покажется непонятным учащимся.-Прим. ред.
Кислород
39
•	Метод 1	—>	9
•	Метод 2		21
•	Метод 3	-4	17
•	Методы 2 и 3	—»	22
•	Не знаю	—>	40
31.	Неправильно. Существуют самые разные оксиды. Мы уже познакомились с оксидом фосфора и оксидом железа. Очевидно, в оксиде железа не содержится фосфора, а в оксиде фосфора не содержится железа. Но оба этих оксида содержат ..., который входит в состав любого оксида.
Укажите пропущенное вещество и переходите к рубрике 41.
32.	Неправильно. Физическими являются те процессы, в которых вещество остается неизменным и происходит лишь изменение его состояния и связанных с этим свойств.
В процессе электролиза вода разлагается под действием электрического тока на два других вещества (кислород и водород), свойства которых совершенно отличаются от свойств воды. Следовательно, электролиз приводит к превращению вещества, а не к изменению его состояния.
Процессы, при которых участвующие в них вещества превращаются в другие вещества, называются химические процессы.
Таким образом, электролиз представляет собой ..; процесс. Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 3.
33.	Совершенно верно. Чистый кислород не является катализатором.
Всякий процесс горения обязательно протекает в воздухе медленнее, чем в чистом кислороде, но лишь потому, что воздух имеет невысокое содержание кислорода (20%). Кислород расходуется в любом процессе горения независимо от того, проводится ли этот процесс в воздухе или в чистом кислороде.
Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же форме, как и в ее начале. Процесс, протекающий с участием катализатора, называется каталитический.
Внимательно прочтите и запомните это важное определение!
Если подержать кусочек сахара в пламени газовой горелки, сахар становится коричневым и начинает плавиться. Однако сахар не воспламеняется. Но, если стряхнуть немножно сигаретного пепла на этот кусочек сахара, он вспыхнет и медленно сгорит,
Можно ли рассматривать этот процесс как каталитический?
•	Да	—> 43
•	Нет	-»	51
34. простые вещества
Простые вещества могут соединяться друг с другом, образуя химические соединения. Например, фосфор соединяется с кислородом, образуя соединение-оксид фосфора.
Сера соединяется с железом, образуя соединение-сульфид железа.
Кислород и водород соединяются, образуя соединение-воду (которую можно снова разложить на простые вещества электролизом). Следовательно, с точки зрения химии вода представляет собой оксид водорода.
40
Программа 3
Какой из указанных ниже наборов содержит только простые вещества?
Кислород, воздух, водород, железо	. ->	5
Фосфор, водород, сера, сульфид железа	-» 23
Сульфид железа, оксид фосфора, вода	-»	15
Железо, сера, водород	->	42
35.	Неправильно. Вам следует быть более внимательным во время занятий. Прочтите снова рубрику 72.
36.	Неправильно. Мы уже обсуждали разделение разнообразных смесей. Вспомните, например, следующие процессы:
разделение жидкого воздуха;
разделение смеси железных опилок и порошкообразной серы.
Методы, используемые для разделения этих смесей, всегда включают ... процессы.
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 19.
37.	Совершенно верно. Разумеется, продукт сгорания должен быть тяжелее. Ведь в рассматриваемой реакции фосфор присоединяет к себе кислород.
При сгорании угля, дерева или мазута может показаться, что эти вещества «исчезают». На самом же деле они соединяются с кислородом, образуя газообразные продукты сгорания, которые можно собрать и взвесить на подходящих для этой цели весах. Это позволит убедиться, что суммарная масса продуктов сгорания и золы превышает массу исходного горючего (до того, как оно вступило во взаимодействие с кислородом).
То же самое справедливо и в случае ржавления железа: железо в процессе ржавления становится тяжелее, так как оно при этом соединяется с кислородом.
Ни в одном процессе горения не происходит исчезновения вещества; при этом одно вещество лишь превращается в другое или другие вещества. Следовательно, в таком процессе суммарная масса участвующих веществ остается постоянной.
Если смесь серы и железа нагревается и реагирует с образованием сульфида железа, то исходная смесь становится •	тяжелее?	-»	67
•	легче?	->	4
•	ни тяжелее,	ни легче?	-»	13
38. Да, хлорат калия при нагревании выделяет кислород. При нагревании хлорат калия сначала плавится, образуя бесцветную жидкость. Дальнейшее нагревание приводит к выделению пузырьков газа, которые поднимаются на поверхность жидкости. Если собрать этот газ в пробирку и затем внести в нее тлеющую лучину, последняя сразу же вспыхивает. Значит, выделяющийся из хлората калия газ представляет собой кислород.
Нагревание хлората калия-третий из описанных здесь методов получения кислорода. Помните ли вы еще два других метода получения кислорода?
 Опишите кратко все три метода, а затем переходите к чтению рубрики 30.
Кислород
41
39.	Вас сбило с толку воспламенение, происходящее при соединении серы и железа.
' В процессе горения может возникать пламя, хотя существуют подобные процессы, протекающие без воспламенения. В широком смысле слова последние процессы тоже могут рассматриваться как «горение», поскольку они тесно связаны с Процессами, включающими воспламенение (например, железо + + кислород -> ржавчина).
Что же тогда является важнейшим признаком любого процесса горения?
Таким признаком является соединение вещества с ....
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 47.
40.	Хорошо, что вы не стали отвечать наугад. Внимательно прочтите следующие пояснения:
Метод 1 (сжижение воздуха и отделение кислорода от азота) требует применения сложной и громоздкой установки.
Метод 2 (электролиз воды) удобен для получения небольших количеств кислорода. Многотоннажное производство кислорода этим методом неэкономично, так как требует больших затрат электрической энергии.
Метод 3 (нагревание хлората калия) позволяет получать небольшие количества кислорода быстро и удобно.
Ответьте на вопрос, поставленный в рубрике 30, снова.
41.	Совершенно верно. Оксиды-это соединения кислорода.
Кислород соединяется также с углеродом. Уголь, который состоит главным образом из углерода, соединяется с кислородом (например, из воздуха) в процессе, который хорошо известен каждому из нас. Этот процесс представляет собой горение углерода.
Однако кислород участвует не только в горении углерода. Кислород должен участвовать во всех без исключения процессах горения. Без кислорода не может осуществляться ни один процесс горения!
Помимо углерода мы уже знаем два простых вещества, которые воспламеняются при горении. Укажите названия этих двух простых веществ и переходите к рубрике 49.
42.	Правильно: дселезо, сера и водород-простые вещества.
Если два (или несколько) простых вещества соединяются друг с другом, при этом образуется соединение.
Соединение вода состоит из ... и ....
Соединение оксид фосфора состоит из ... и .
Укажите пропущенные названия простых веществ и переходите к рубрике 50.
43. Совершенно верно. В этом каталитическом процессе сигаретный пепел, конечно же, действует как катализатор. Действительно, этот катализатор ускоряет химический процесс горения сахара настолько, что, даже если удалить пламя газовой горелки, горение сахара будет продолжаться. Сам по себе . сигаретный пепел никоим образом не изменяется в этом процессе.
В описываемом эксперименте сигаретный пепел оказывает довольно
42
Программа 3
неожиданное влияние. Пользуясь лабораторным жаргоном, химик назвал бы его «эффектом примеси». Химики стараются избегать подобных эффектов в своей повседневной практике. Они проявляют большое внимание к тому, чт'обы пользоваться только чистыми установками и чистыми реактивами.
Впишите недостающие слова в следующее предложение'. Катализатор-это вещество, которое ... химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же форме, как и в ее начале. Процесс, протекающий с участием катализатора, называется ....
Переходите к рубрике 52.
44.	Мы уже обсуждали разделение разнообразных смесей. Вспомните, например, следующие процессы:
разделение жидкого воздуха;
разделение смеси железных опилок и порошкообразной серы.
Методы, используемые для разделения этих смесей, всегда включают ... процессы.
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 19.
45.	Неправильно. Сосредоточьте внимание на занятиях и прочтите снова рубрику 72.
46.	Правильно. При нагревании хлората калия в присутствии катализатора-диоксида марганца-образуется кислород. В этом процессе соединение хлорат калия разлагается. Следовательно, речь идет о химическом процессе.
Мы встречаемся уже со вторым химическим процессом, при котором из соединения получается кислород. Какой из следующих процессов относится к этому же типу?
•	Получение кислорода из жидкого воздуха	—>	71
•	Электролиз воды	—>	55
•	Горение сахара в присутствии сигаретного пепла	—>	7
•	Г орение фосфора	—>	63
47.	кислородом
Однако в образовании сульфида железа из железа и серы кислород не принимает участия.
Следовательно, в данном случае речь не может идти о горении.
Переходите к чтению рубрики 48.
48. Правильно. При соединении серы с железом не происходит процесса горения, потому что в этой реакции не участвует кислород Кислород должен обязательно принимать участие в любом процессе горения. (Для химика воспламенение не является характерным признаком процесса горения.)
Обычно кислород, необходимый для процесса горения, поступает из воздуха (вспомните, например, горение свечи или печи). Если пламя небольшое, огонь можно усилить, направляя дополнительно свежий воздух.
Из сказанного следует, что процесс горения должен протекать лучше всего в чистом кислороде. Например, деревянная лучина, которая тлеет на воздухе,
Кислород
43
немедленно разгорается ярким пламенем, если ее внести в стеклянный сосуд, наполненный кислородом. (Более того, этот эксперимент с лучиной можно использовать как пробу на кислород.)
Даже железо довольно быстро сгорает в чистом кислороде, и этот процесс сопровождается появлением ярких искр.
Таким образом, все вещества сгорают быстрее в чистом кислороде, чем в воздухе или разбавленном кислороде.
Кислррод, необходимый для конкретного процесса горения, может быть получен не из воздуха или сосуда с газом, а из какого-либо соединения. Такое соединение должно содержать кислород в форме, позволяющей легко высвобождать его. Примером соединения подобного типа служит хлорат калия.
Допустим, что мы проводим следующий эксперимент: Небольшое количество хлората калия нагревают в пробирке. После его расплавления в пробирку опускают маленькие кусочки древесного угля. При этом немедленно наблюдается самопроизвольное воспламенение, и древесный уголь быстро сгорает. Нагреваемый хлорат калия выделяет ..., который ответствен за очень быстрое сгорание древесного угля.
Продолжайте чтение с рубрики 38.
49. сера, фосфор
Горение не обязательно сопровождается появлением огня или пламени. Более того, термин «горение» используется в более широком смысле для описания ряда довольно медленных процессов, протекающих без всякого огня, пламени или даже'заметного выделения тепла. Примером медленных процессов такого типа является ржавление железа; в этом процессе горения железо соединяется с кислородом воздуха, образуя оксид железа (ржавчину).
Процесс, при котором фосфор и кислород образуют соединение .....,
представляет собой реакцию ....
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 57.
50. Вода состоит из водорода и кислорода.
Оксид фосфора состоит из фосфора и кислорода. Кислород обнаруживает большую способность соединяться с другими веществами. Мы уже знаем, что кислород воздуха соединяется с фосфором, образуя оксид фосфора (вспомните горение фосфора на воздухе).
Кислород также очень легко соединяется с железом. Всем известно, как легко происходит ржавление железа (гвоздей, железнодорожных рельсов или железных частей велосипеда). В этом процессе, который можно рассматривать как очень медленное горение, железо соединяется с кислородом и образуется соединение-оксид железа (обычно называемое ржавчина).
Какой элемент должен содержаться в любых оксидах?
•	Фосфор	->	58
•	Кислород	-»	41
•	Железо	-»	31
51. Почему же нет? Это каталитический процесс. Пепел сигареты действует как катализатор на горение сахара. Без сигаретного пепла сахар не горит. Лишь после добавления пепла сахар начинает медленно гореть. В конце
44
Программа 3
эксперимента катализатор остается полностью неизменным. Следовательно, в данном случае выполнены все условия для катализа.
Продолжайте чтение с рубрики 43.
52.	Проверьте ответ:
Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же форме, как и в ее начале. Процесс, протекающий с участием катализатора, называется каталитический.
Мы уже познакомились с двумя веществами, способными катализировать химические процессы.
Запишите теперь приведенные ниже выражения в полной форме:
1.	Получение кислорода из .....катализируется ......
2.	Горение ... катализируется ....
Проверьте правильность ответов в рубрике 60.
53.	Нет, здесь мы имеем дело с химическим процессом. Вы пришли бы к правильному выводу, если бы приняли во внимание следующие факты:
1.	Соединение хлорат калия разлагается с образованием кислорода.
2.	Катализатор-это вещество, которое ускоряет химическую реакцию.
Продолжайте чтение с рубрики 46.
54. Совершенно верно.
В лаборатории часто приходится иметь дело е горючими и воспламеняющимися • веществами. По этой причине следует познакомиться с теми мерами, которые необходимо принимать для тушения огня.
Не всегда правильно бороться с огнем при помощи воды. Это особенно относится к тушению огня в лаборатории, но применимо и к ряду других случаев, например к тушению огня в автомобиле.
В тех случаях, когда загораются жидкости, имеющие плотность меньше воды (как, например, бензин или масло, плавающее на поверхности воды), бессмысленно применять воду для их тушения.
При тушении огня такого типа следует применять огнетушители, содержащие вещество, которое эффективно изолирует огонь от воздуха (а следовательно, от кислорода). Это позволяет погасить пламя.
Особенно опасно, когда загорается одежда. В таких случаях важно руководствоваться следующими правилами:
Ни в коем случае не бежать!
Сохранять спокойствие.
Лечь на пол и тушить огонь одеялом.
Бежать не следует потому, что это приведет к усиленному поступлению кислорода в пламя и увеличит интенсивность горения.
Хотя обсуждаемые здесь правила относятся к соблюдению техники безопасности в лаборатории, они применимы к любой ситуации с возникновением пламени.
После сказанного перейдем к более подробному обсуждению процесса горения.
Вернемся к горению фосфора на воздухе.
Какая масса у продукта сгорания фосфора-оксида фосфора?
• Большая, чем исходное количество фосфора?	37
Кислород	45
•	Меньшая, чем исходное количество фосфора?	-> 66
•	Точно такая же, как исходное количество фосфора?	-> 74

55.	Совершенно верно.
Два из трех описанных методов получения кислорода представляют собой химические процессы, а именно:
1.	Электролиз воды.
2.	Нагревание хлората калия в присутствии диоксида марганца.
Третий метод включает физический процесс, а именно:
3.	Разделение жидкого воздуха.
При использовании химических методов исходными веществами являются соединения, а именно ... или ....
Вставьте пропущенные слова и переходите к рубрике 64.
56.	Неправильно. Вам следует сосредоточиться и снова прочесть рубрику 72.
57.	Процесс, при котором фосфор и кислород образуют соединение -оксид фосфора, представляет собой реакцию горения.
Соединение какого-либо вещества с кислородом (сопровождаемое воспламенением или без него) в химическом смысле представляет собой горение. Химики называют такой процесс окисление.
Горение происходит во всех тех случаях, когда выполняются следующие условия:
1.	Присутствует горючее вещество.
2.	Присутствует кислород.
3.	Достигается температура воспламенения (это относится только к процессам горения, сопровождающимся воспламенением).
Всем хорошо известны такие горючие вещества, как бензин, нефть, уголь, фосфор и железо.
Большинство упомянутых здесь горючих веществ загораются только при достижении определенной температуры. Другими словами, необходимо воспламенить их. После этого горение обычно протекает очень быстро, с выделением тепла и появлением пламени.
Фосфор и железо соединяются с кислородом воздуха даже при комнатной температуре, хотя такой процесс протекает очень медленно. При более высоких температурах они горят гораздо быстрее, и в этом случае происходит воспламенение.
На следующий вопрос, должно быть, не очень трудно ответить.
При нагревании смеси серы и железа они соединяются с образованием сульфида железа, и этот процесс протекает с воспламенением. Является ли данный процесс горением?
•	Да	->	65
•	Нет	48
•	Не знаю	-» 39
58. Неправильно. Существует много различных оксидов. Например, мы уже познакомились с оксидом фосфора. Кроме того, мы знаем, что оксид железа не содержит фосфора, а оксид фосфора не содержит железа. Однако оба этих
46
Программа 3
оксида содержат который присутствует также в любом другом оксиде. Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 41.

59.	В химическом смысле под горением понимается просто соединение какого-либо вещества с кислородом независимо от того, сопровождается ли этот процесс воспламенением. Для всех процессов горения экспериментально подтверждается выполнение закона сохранения массы.
Как формулируется этот закон?
Запишите его формулировку и проверьте ее в рубрике 73.
60.	Получение кислорода из хлората калия катализируется диоксидом марганца.
Горение сахара катализируется сигаретным пеплом.
Поскольку кислород можно получить из хлората калия простым нагреванием последнего, это означает, что хлорат калия содержит кислород.
Другими словами, хлорат калия является кислородсодержащим соединением.
' Кислород входит в хлорат калия в связанной форме. Если мы хотим получить кислород, то его нужно высвободить из соединения хлората калия. Это и происходит, когда мы нагреваем хлорат калия в присутствии катализатора-диоксида марганца.
Химический или физический процесс протекает при этом?
•	Физический	процесс	->	53
•	Химический	процесс	-»	46
•	Не знаю	-»	68
61.	В промышленности кислород получают из жидкого воздуха. Два других метода особенно удобны в лабораторных условиях.
Кислород чрезвычайно важен для поддержания жизни. Без него невозможен процесс дыхания. Вставьте пропущенные слова в следующее выражение:
Люди и животные вдыхают ... и выдыхают ......
Переходите к рубрике 69.
62. Совершенно верно. В процессе дыхания вдыхается кислород, а выдыхается диоксид углерода.
С одним из процессов горения мы ежедневно имеем дело в химической лаборатории-каждый раз, когда включаем горелку Бунзена. Мы имеем в виду горение природного газа в горелке. Специальное устройство у основания горелки регулирует подачу воздуха в пламя. Если уменьшить подачу воздуха, получается желтое, яркое и сравнительное негорячее пламя. Природный газ в этом случае сгорает не полностью. Если же увеличить подачу воздуха, процесс сгорания оказывается более полным. В этом случае пламя становится горячее и приобретает бледно-голубую окраску.
На этом конкретном примере снова видно, что для любого процесса горения необходимы:
1. Горючее вещество.
2. Наличие кислорода.
Если же в процессе горения происходит воспламенение (появление пламени), то необходимо:
Киспород
47
3.	Достижение температуры воспламенения.
Как сделать пламя горелки Бунзена более, горячим?
Уменьшить подачу воздуха	-►	29
Увеличить подачу воздуха	->	54
Увеличить подачу газа	->	70
63.	Неправильно. Горение-это не метод получения кислорода. Наоборот, в процессах горения происходит потребление кислорода.
Вернитесь к рубрике 46.
64.	При использовании химических методов получения кислорода исходными веществами являются соединения, а именно вода или хлорат калия. Эти кислородсодержащие соединения могут быть разложены с целью получения кислорода только посредством химического процесса.
Чтобы получить кислород из жидкого воздуха, мы разделяем воздух на составные части посредством физического процесса. Это оказывается возможным только благодаря тому, что воздух представляет собой смесь.
Компоненты смеси химически не связаны друг с другом. Например, воздух представляет собой смесь простых веществ -свободного кислорода и свободного азота.
Соединения, например воду, разлагают посредством ... процессов.
Смеси, например воздух, разделяют посредством ... процессов.
Завершите эти предложения и проверьте ответ в рубрике 72.
65.	Неправильно. Вас сбило с толку воспламенение, происходящее при соединении серы и железа.
В процессе горения может происходить воспламенение (появление пламени), хотя существуют процессы горения, протекающие без воспламенения (например, железо + кислород -» ржавчина). В химическом смысле последние процессы тоже можно рассматривать как горение.
Что же является важнейшим признаком любого процесса горения с химической точки зрения?
Горение-это процесс соединения вещества с ....
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 47.
66.	Неправильно. В процессе горения исходное вещество, фосфор, ничего не теряет. Наоборот, оно присоединяет к себе что-то, а именно некоторое количество кислорода. Следовательно, продукт этой реакции должен быть ... (легче/тяжелее).
Продолжайте чтение с рубрики 37.
67. Неправильно. Смесь не Становится тяжелее, поскольку к ней ничего не добавляется. Просто два вещества, содержащиеся в смеси (сера и железо), образуют соединение-сульфид железа (и при этом никакое вещество не добавляется и не выделяется).
Прочтите рубрику 37 снова.
48
Программа 3
68.	Отвечая на этот вопрос, нужно иметь в виду следующее:
1.	Чтобы получить кислород из хлората калия, это соединение необходимо разложить.
2.	Катализатор-это вещество, ускоряющее химическую реакцию. Вернитесь к рубрике 60.
69.	Люди и животные вдыхают кислород и выдыхают диоксид углерода. Без кислорода невозможно ни дыхание, ни какой-либо процесс горения. Кратко поясните, что представляет собой горение, а затем продолжайте чтение с рубрики 59.
70.	Неправильно. Увеличивая подачу газа (и сохраняя неизменной подачу воздуха), нельзя получить более горячее пламя.
В самом деле, если количество поступающего в горелку газа возрастает, а подача воздуха остается постоянной, то сгорание газа будет еще более неполным.
Прочтите рубрику 62 снова.
71.	Неправильно. Воздух-это не соединение, а смесь. Разделение смеси представляет собой не химический процесс, а физический.
Вернитесь к рубрике 46.
72.	Соединения разлагают посредством химических процессов. Смеси разделяют посредством физических процессов.
В воздухе кислород находится в виде простого вещества, а в воде он присутствует в химически связанной форме. Поскольку оба этих вещества очень распространены на Земле, нет ничего удивительного в том, что кислород является наиболее распространенным из известных простых веществ. Даже многие горные породы содержат кислород в связанной форме. Кислород жизненно необходим всем живым существам. Каждый раз, вдыхая воздух, мы поглощаем кислород, а, выдыхая воздух, выделяем диоксид углерода.
В условиях, когда отсутствует кислород, необходимый для дыхания, как, например, в космосе, человеку приходится иметь при себе запас кислорода, позволяющий ему выжить.
Кислород используется для сварки, поскольку процессы горения, проводимые в присутствии чистого кислорода, дают очень горячее пламя (более подробно об этом сказано ниже).
Что происходит при дыхании?
•	Вдыхание	кислорода и выдыхание азота	-»	35
•	Вдыхание	кислорода и выдыхание диоксида углерода	-»	62
•	Вдыхание	диоксида углерода и выдыхание	кислорода	->	56
•	Вдыхание	диоксида углерода и выдыхание	азота	-*	45
73. В химических процессах не происходит ни исчезновения, ни возникновения массы (материи).
Делали ли вы какие-либо ошибки при повторном прохождении материала?
Кислород
49
Если да, то вам рекомендуется как можно скорее проработать эту программу еще раз.
Конец программы 3.
74. Неправильно. При сгорании фосфора не только не исчезает какая-либо часть его исходного количества, но, наоборот, фосфор присоединяет к себе кислород. Поэтому продукт реакции оказывается ... (легче/тяжелее).
Продолжайте чтение с рубрики 37.
Программа 4
4
1.	Вода чрезвычайно распространенное химическое соединение. Действительно, большую часть земной поверхности занимают океаны. Кроме этого вода образует моря, озера и реки.
Пар, выходящий из окон в холодный день, показывает, что в атмосфере всегда имеется значительное количество водяных паров, хотя обычно они невидимы.
Вода является также важнейшей составной частью всех живых существ.
В природе происходит постоянный круговорот воды. Она попадает в атмосферу в результате испарения. Там она существует в форме влаги, тумана или облаков. Из облаков вода может возвращаться на землю в виде росы, дождя, града или снега в зависимости от погодных условий. После этого она собирается в грунтовые воды в недрах земли и снова выходит на поверхность в виде ручьев. Ручьи сливаются в потоки и реки, которые в конце концов впадают в озера и моря. Когда попавшая туда вода начинает снова испаряться в атмосферу, весь процесс круговорота начинается сначала.
Как происходит описанный выше круговорот воды?
•	В результате	ряда	химических процессов	-»	26
•	В результате	ряда	физических процессов	-♦	8
•	В результате ряда физических и химических процессов	-»	18
2.	Неправильно. Конечно, для электролиза используется постоянный электрический ток. Получение и применение постоянного электрического тока само по себе относится к области физики. Однако, когда электрический ток проходит через воду, он вызывает ее химическое изменение.
Электролиз представляет собой химический процесс, в котором происходит разложение веществ при помощи постоянного электрического тока.
Запишите самостоятельно это определение, а затем продолжайте чтение с рубрики 19.
3.	Нет. Обратите внимание на то, что, когда хлором наполняют газосборный цилиндр, полный воздуха, хлор заполняет цилиндр снизу вверх.
Здесь уместно напомнить, что вещества, имеющие плотность больше воды, при помещении в воду опускаются на дно.
Прочтите еще раз рубрику 17.
4. Температурная шкала Цельсия.
Воду часто используют в качестве растворителя. Вода может растворять твердые вещества (соль, сахар, соду), жидкие вещества (серную кислоту, спирт) и газообразные вещества (вспомните диоксид углерода в газированной минеральной воде).
Водопроводная вода и вода из минеральных источников содержит небольшие количества соединений кальция, которые растворены в грунтовых
Вода
51
водах. Такая вода называется жесткая. В отличие от нее дождевая вода не содержит растворенных соединений кальция; она называется мягкая вода.
(Кальций-это химический элемент, важнейшие соединения которого будут обсуждаться ниже.)
Жесткая вода, например минеральная вода, содержит ...
Мягкая вода, например ..., не содержит ...
Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 12.
5.	Неправильно. Если вы ограничитесь тем, что подержите термометр в плавящемся льду, то сможете определить лишь точку 0°С.
Чтобы построить термометрическую шкалу, нужно иметь две фиксированные точки. Вторую точку, при 100°С, следует определить погружением термометра в кипящую воду. Разделив расстояние между отметкой 0°С и отметкой 100°С на ... равных частей, вы получите термометрическую шкалу Цельсия.
Вставьте в последнее предложение пропущенное слово и проверьте ответ в рубрике 13.
6.	Нет. На самом деле:
Хлорный гремучий газ = Смесь водорода и ...
Гремучий газ = Смесь ... и кислорода
Вставьте пропущенные слова и продолжайте чтение с рубрики 15.
7.	Вы наверняка наблюдали когда-нибудь, что если наполнить до краев какой-то сосуд, например ведро, песком, то можно затем утрамбовать этот песок, потряхивая и похлопывая ведро. После этого ведро оказывается уже неполным. То же самое количество песка, которое раньше наполняло ведро до краев, после потряхивания и похлопывания занимает меньшее пространство (имеет меньший объем). Это означает, что песок теперь утрамбован плотнее.
Плотность воды можно также повысить, правда не потряхиванием и похлопыванием, а охлаждением.
Прочтите рубрику 16 снова.
8.	Совершенно верно. Круговорот воды в природе осуществляется посредством ряда физических процессов.
Как химическое соединенйе вода в этих процессах никоим образом не изменяется. С ней происходят лишь превращения из жидкого состояния в газообразное при испарении и затем из газообразного состояния назад в жидкое при конденсации.
Посмотрите теперь рис. 4 на следующей странице, где дается схематическое изображение круговорота воды.
Все ли правильно изображено на этой схеме?
•	Да >16
•	Нет -> 21
9.	Нет, вы здесь явно что-то перепутали. Посмотрите еще раз на рис. 6, помещенный в рубрике 19. Подумайте внимательно, какой газ образуется на катоде, а какой на аноде.
4*
52
Программа 4
Рис. 4
10.	Хорошо, что вы не выбрали ответ наугад. Запишите следующее определение:
Электролиз-это химический процесс, в котором вещества разлагаются при помощи постоянного электрического тока.
Переходите к рубрике 19.
11.	Ваш ответ не вполне правилен. Конечно, при электролизе воды получается водород. Однако в промышленности водород получают электролизом рассола (водного раствора поваренной соли). В этом процессе образуются и другие важные продукты: .... и ....
Укажите эти два продукта и проверьте ответ в рубрике 42.
12.	Проверьте свои ответы:
Жесткая вода, например минеральная, содержит соединения кальция. Мягкая вода, например дождевая, не содержит соединений кальция.
Жесткую и мягкую воду можно различить на вкус. Жесткая вода имеет освежающий вкус, а чистая мягкая вода кажется пресной и безвкусной.
Существует и другой способ различать жесткую и мягкую воду.
Если влить мыльный раствор в водопроводную воду, в ней наблюдается образование хлопьев. Если же повторить этот эксперимент с дождевой водой, то раствор останется чистым и в нем легко образуется пена.
Опишите важнейшие свойства жесткой и мягкой воды (их вкус, взаимодействие с мыльным раствором).
Жесткая вода ....
Мягкая вода ....
Проверьте правильность ваших описаний в рубрике 20.
13. Правильно. После определения точек 0 и 100° расстояние между ними следует разделить на 100 равных частей.
Таким образом получают термометрическую шкалу ....
Вставьте пропущенное название и проверьте ответ в рубрике 4.
Вода
53
14.	Когда вода замерзает, она расширяется. Следовательно, 1 кг льда занимает большее пространство, чем 1 кг воды. Это значит, что лед не так «плотно упакован», как вода. Значит, плотность льда меньше плотности воды.
Что происходит, когда кусок льда опускают в воду? (На этот вопрос легко ответить, если вспомнить, что менее плотные вещества плавают в более плотных жидкостях.)
•	Лед плавает в воде	-» 22
•	Лед тонет в воде	-» 30
15.	Совершенно верно.
Хлорный гремучий газ = Смесь водорода и хлора
Гремучий газ = Смесь водорода и кислорода.
Новое химическое соединение, образующееся из водорода и хлора при взрыве хлорного гремучего газа, называется хлороводород.
Хлороводород-это едкий газ, хорошо растворимый в воде. Водный раствор хлороводорода имеет кислую реакцию, следовательно, является кислотой; ее химическое название хлороводородная кислота, однако более употребительно название соляная кислота.
Хлор-один из наиболее активных химических элементов. Он легко соединяется со многими веществами. По этой причине хлор не обнаруживается в природе в свободном состоянии, а встречается только в виде соединений. Наиболее важное из встречающихся в природе соединений хлора-поваренная соль. Ее химическое название хлорид натрия, так как она состоит из атомов двух элементов-натрия и хлора.
Укажите названия и свойства двух соединений С1, упоминавшихся выше.
Продолжайте чтение с рубрики 34.
16.	Совершенно верно.
Рассмотрим теперь подробно одно очень важное свойство воды. Плотность воды 1 г/см3; это означает, что 1 см3 воды при +4°С имеет массу 1 г. Если воду при температуре + 20°С налить в длинную узкую трубку, отметить ее уровень и затем охладить, то можно заметить, что уровень воды понизится.
В какой из трубок, схематически изображенных ниже, вода имеет наибольшую плотность?
54
Программа 4
трубке I	->	32
трубке II	-»	40
трубке III	->	24
: знаю	->	7
17.	Образуется гремучий газ.
Гремучий газ содержит водород и кислород в таком же объемном отношении, в котором эти газы образуются в процессе электролиза воды, а именно:
Водород : Кислород = 2:1
В промышленности водород тоже получают посредством электролитического процесса, но в этом случае проводят электролиз раствора йоваренной соли, а не воды. Помимо водорода при этом образуются гидроксид натрия и хлор. Хотя здесь мы будем обсуждать только хлор, позднее мы еще вернемся к рассмотрению гидроксида натрия.
Хлор-это газ желто-зеленого цвета. Хлор ядовит.
Если наполнять хлором газосборный цилиндр (в вытяжном шкафу!), то воздух будет вытесняться из цилиндра. Цилиндр постепенно заполняется хлором снизу вверх.
Какое из трех приведенных ниже утверждений правильно?
•	Плотность	хлора	больше, чем воздуха	->	25
•	Плотность	хлора	меньше, чем воздуха	->	45
•	Плотность	хлора	и воздуха одинакова	-►	3
18.	Неправильно. Круговорот воды включает только физические процессы. Вода как вещество не превращается при этом в какое-либо другое вещество ни в одном из этих процессов. Дело ограничивается только изменениями ее состояния из жидкого в газообразное и, наоборот,,из газообразного в жидкое. Процессы, составляющие круговорот воды, являются исключительно физическими процессами. ,
Прочтите снова рубрику 1.
19.	Совершенно верно. Электролиз представляет собой химический процесс, в котором происходит разложение веществ при помощи постоянного электрического тока.
Если постоянный электрический ток пропускать через подкисленную воду, она разлагается на составляющие. На аноде (положительном электроде) выделяется кислород, а на катоде (отрицательном электроде) выделяется водород. Отсюда можно заключить, что вода состоит из водорода и кислорода. Кроме того, этот эксперимент дает сведения об относительном содержании указанных составляющих в воде.
Перед началом эксперимента оба боковых колена установки Гофмана наполнены водой до самых кранов. Когда установку подключат к батарее, от электродов начинают подниматься газовые пузырьки, которые собираются под кранами. Через некоторое время достигается положение, изображенное на рисунке.
К какому выводу вы пришли, рассматривая этот рисунок?
• Водорода образовалось вдвое больше, чем кислорода -> 29
Вада
55
4
Кислорода образовалось вдвое больше, чем водорода	->	9
Кислород и водород образовались в равных объемах	-> 39
20.	Проверьте правильность ваших описаний:	1
Жесткая вода: имеет хороший освежающий вкус; дает хлопья при смешении с мыльным раствором; плохо образует пену.
Мягкая вода: пресная и безвкусная; хорошо растворяет мылр и образует чистый раствор; легко образует пену.
Мягкую воду можно получить из жесткой воды путем дистилляции (перегонки). Ниже схематически изображен аппарат для перегонки воды.
Рис. 7
Внимательно рассмотрев этот рисунок, вы сможете завершить приведенные ниже выражения; вставьте в них пропущенные слова в правильной последовательности. Вода испаряется в ......Образующийся пар поднимается
мимо ... и затем снова конденсируется в воду в .... Для охлаждения
56
Программа 4
используется ..... Вода, очищенная перегонкой, стекает в .... Дистиллят,
полученный таким способом, называется ......
Переходите к чтению рубрики 28.
4
21.	Неправильно. Схема не содержит никаких ошибок, потому что она показывает, как вода из морей попадает в атмосферу в результате испарения, конденсируется там в облака, а затем снова возвращается на землю в результате осаждения. Из выпавших осадков образуются грунтовые воды, которые являются источником ручьев и рек. Последние в конце концов впадают в моря, и тем самым завершается круговорот воды в природе.
Еще раз внимательно изучите схему, помещенную в рубрике 8.
22.	Совершенно верно. Вода замерзает при 0°С и кипит при 100°С и давлении 1 атмосфера (1 атм = давление ртутного столба высотой 760 мм). Обе эти температуры, 0°С и 100°С, называются фиксированными точками и служат для построения температурной шкалы Цельсия. Такую шкалу получают, разделяя расстояние между двумя указанными фиксированными точками на капиллярной трубке ртутного термометра на 100 равных частей. Подобная разметка термометрической трубки называется построение термометрической, или температурной, шкалы.
В чем заключается простейший способ определения двух фиксированных точек любого термометра?
•	В копировании соответствующих точек с других термометров	—►	31
•	В погружении термометра в кипящую		
	воду	—>	43
•	В погружении термометра в кипящую воду,		
	а затем в плавящийся лед	—>	13
•	В погружении термометра в плавящийся		
	лед	—>	5
23.	Вы только что усвоили, что: электролиз
Вода-------> 2 объема водорода + 1 объем кислорода
4
Вола
Следовательно, объемы образующихся газов находятся в отношении
Проверьте ответ в рубрике 37.
24.	Совершенно верно. Вы наверняка наблюдали когда-нибудь, что, если наполнить до краев какой-то сосуд, например ведро, песком и затем потряхивать и похлопывать его, песок становится более плотным. В результате ведро оказывается уже неполным. То же самое количество песка, которое наполняло ведро до краев, занимает после уплотнения меньший объем. Действительно, песок теперь утрамбован более плотно. Плотность воды можно также увеличить, но только не потряхиванием и похлопыванием, а охлаждением.
При +4°С вода имеет большую плотность, чем, например, при + 10 или + 20°С. Это не удивительно, потому что все вещества сжимаются при охлаждении. Однако, если охлаждать воду ниже +4°С, происходит нечто совершенно неожиданное: ниже этой температуры вода перестает сжиматься
Запишите следующие предложения, вставив в них на соответствующие места слова «увеличивается» или «уменьшается»:
1.	Когда вода охлаждается от + 10 до +4°С, ее плотность ..., а ее объем
2.	Когда вода охлаждается от +4 до + 1°С, ее плотность ..., а ее объем
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 33.
25.	Совершенно верцо. Плотность хлора больше, чем воздуха. Хлор представляет собой удушливый ядовитый газ, В небольших количествах его можно использовать как отбеливающее и дезинфицирующее средство. Следует упомянуть, что водопроводную вОду и воду, которой наполняют плавательные бассейны, стерилизуют добавлением небольших количеств хлора. Хлор-это очень реакционноспособный элемент. Например, он соединяется с водородом.
Внимание! Если поднести открытое пламя к отверстию газосборного цилиндра, наполненного наполовину хлором и наполовину водородом, то эта смесь взрывается с громким звуком. То же самое происходит, если выставить цилиндр на яркий свет (например, солнечный или от ультрафиолетового источника).
58
Программа 4
По этой причине указанную смесь называют хлорный гремучий газ. Из чего состоит хлорный гремучий газ?'
•	Из	водорода и кислорода	-»	46
•	Из	водорода и хлора	-»	15
•	Из	хлора и кислорода	->	6
26. Неправильно. На различных стадиях круговорота воды она как вещество остается неизменной. Происходят лишь изменения ее состояния - из жидкого состояния в газообразное и затем снова из газообразного состояния в жидкое. Следовательно, при круговороте воды не происходит химических процессов, потому что в любых химических процессах одни вещества превращаются в другие вещества.
Прочтите снова рубрику 1.
27. Совершенно верно. Дистиллированная вода является мягкой водой. Она еще чище, чем дождевая вода, которая, хотя и не содержит соединений кальция, обычно загрязнена другими примесями.
Вода совершенно необходима для существования людей, животных и растений. Кроме того, вода самыми разнообразными способами используется в повседневной жизни. Например, вода нужна для приготовления пищи и для стирки. В промышленности она тоже совершенно незаменима, например, как моющее, чистящее и растворяющее средство. В форме пара воду широко используют как нагревательное средство, а в форме льда-как охлаждающее средство.
Чтобы определить состав воды, можно подвергнуть ее электролизу.
Что вы понимаете под термином электролиз?
9 Физический процесс, в котором используется постоянный-электрический ток	->	2
•	Химический процесс, в котором осуществляется
разложение веществ с помощью постоянного электрического тока	->	19
•	Химическое превращение вещества, которое ускоряется добавлением небольших количеств других веществ	-> 35
•	Не знаю	-»	10
28.	Пропущенные слова:
перегонной колбе, термометра, холодильнике, холодная вода, приемник, дистиллированная вода
Подробно опишите процесс перегонки воды и убедитесь, что вы используете в своем описании все шесть названных выше терминов. Если при этом вам встретятся затруднения, прочтите снова рубрику 20.
Переходите к чтению рубрики 36.
29.	Да. Водорода образуется вдвое больше, чем кислорода. При электролизе воды образуется 2 объема водорода и 1 объем кислорода.
Вода
59
Запишите теперь полностью следующее уравнение:
Вода электРоли>3 ... объема	объем ...
Проверьте правильность вашей записи в рубрике 38.
30.	Ваш ответ не согласуется с наблюдениями, которые вы сами должны были сделать в зимнее время! Прочтите еще раз рубрику 33.
31.	Неправильно. Откуда вы знаете, что стандартный термометр полностью идентичен с тем, который вы хотите откалибровать?
Прочтите еще раз рубрику 22.
32.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7.
33.	Проверьте ответы:
1	. Когда вода охлаждается от +10 до + 4°С, ее плотность увеличивается, а объем уменьшается.
2	. Когда вода охлаждается от +4 до + ГС, ее плотность уменьшается, а объем увеличивается.
Если вода охлаждается дальше, то при температуре 0°С она замерзает и превращается в лед. В этом процессе происходит дальнейшее расширение воды, т. е. еще большее увеличение ее объема.
По этой причине необходимо перед наступлением морозов спускать воду из неиспользуемых водопроводных труб, если они не имеют теплоизоляции. Иначе расширение воды при замерзании может привести к разрыву труб.
Меньше ли плотность льда, чем плотность воды?
•	Да	->	22
•	Нет	->	41
•	Их плотности
одинаковы	-►	49
•	Не знаю	-♦	14
34.	Проверьте ответы:
Хлороводород: газ с едким запахом, легкорастворимый в воде; его раствор в воде имеет кислую реакцию и называется хлороводородная, или соляная, кислота.
Поваренная соль (хлорид натрия): соединение натрия и хлора, твердое вещество, легкорастворимое в воде, на вкус соленое.
Повторим теперь пройденный материал:
Вода представляет собой химическое соединение, чрезвычайно распространенное на земле. Она замерзает при 0°С и кипит при 100°С. На этих двух точках основана термометрическая шкала Цельсия. Плотность льда меньше, чем плотность воды.
Вода состоит из водорода и кислорода. При электролизе воды образуются два объема водорода и один объем кислорода.
Как получают водород в промышленных условиях?
60
I'spoi рамма 4
Электролизом воды	11
Электролизом рассола -> 42
35.	Неправильно. Вы перепутали два совершенно разных понятия.
Химический процесс, который ускоряется добавлением небольших количеств других веществ, называется каталитический процесс.
Но химический процесс, в котором вещества разлагаются при помощи постоянного тока, называется электролиз.
Запишите определение электролиза, а затем переходите к рубрике 19.
36.	Ваше описание процесса перегонки воды должно включать следующие моменты:
Вода испаряется в перегонной колбе. Температуру пара измеряют при помощи термометра. Пар снова конденсируется в воду в холодильнике. Для охлаждения используется холодная вода. Дистиллированная вода стекает в приемник.
Помните ли вы, в чем различие между жесткой и мягкой водой?
К какому из этих типов воды относится дистиллированная вода?
•	Мягкая вода	-»	27
•	Жесткая вода	-»	44
•	Не знаю	-»	48
37.	Совершенно верно. При электролизе воды водород и кислород образуются в объемном отношении 2:1.
Вода является соединением двух элементов-водорода и кислорода. Когда водород и кислород соединяются друг с другом, т.е. при горении водорода, образуется вода.
Внимание! Реакция водорода с кислородом протекает столь бурно, что смесь водорода с кислородом взрывается при поджигании. Особенно сильный взрыв происходит, когда такая смесь состоит из двух объемных частей водорода и одной части кислорода. По этой причине такая смесь называется гремучий газ.
Что образуется при смешении газов, которые возникают при электролизе воды?
При этом образуется смесь, которую называют........
Вставьте название и переходите к рубрике 17.
38.	Вода .злигт°^Щ? 2 объема водорода + 1 объем кислорода.
В процессе электролиза воды на аноде образуется ..., а на катоде образуется ....
Вставьте пропущенные в этом предложении слова и проверьте ответ в рубрике 47.
Если вы сомневаетесь в том, как ответить на поставленный вопрос, прочтите сначала еще раз рубрику 19.
Вода
39.	Неправильно. Ведь количества газов, собравшихся под кранами, явно неодинаковы! Под краном слева собралось вдвое больше газа, чем под краном справа. Вернитесь снова к рубрике 19.
40.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7.
41.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
42.	Совершенно верно. В промышленности водород получают электролизом рассола. Побочными продуктами этого процесса являются гидроксид натрия и хлор.
Хлор представляет собой желто-зеленый, удушливый ядовитый газ, плотность которого больше плотности воздуха. Смесь хлора и водорода называют .... Хлор соединяется с водородом, образуя .... Водный раствор хлороводорода называется .... Важнейшим соединением хлора, которое встречается в природе, является ....
Вставьте пропущенные слова и переходите к рубрике 50.
43.	Неправильно. Если вы погрузите термометр в кипящую воду, вы, конечно, сможете определить то место его шкалы, которое соответствует фиксированной точке при 100°С. Однако, чтобы построить всю шкалу, необходимо иметь две фиксированные точки. Фиксированную точку при 0°С следует определить погружением термометра в плавящийся лед. После этого, разделив расстояние между отметкой 0°С и отметкой 100°С на ... равных частей, вы получите термометрическую шкалу Цельсия.
Вставьте пропущенное слово в последнее предложение и проверьте ответ в рубрике 13.
44.	Нет. В результате перегонки вода очищается. Содержавшиеся в ней примеси, например соединения кальция, остаются в перегонной колбе.
Следовательно, дистиллированная вода является ... (жесткой/мягкой) водой. Прочтите рубрику 27.
45.	Нет. Обратите внимание на то, что, когда хлором наполняют газосборный цилиндр, полный воздуха, хлор заполняет цилиндр снизу вверх.
Здесь уместно напомнить, что вещества, имеющие плотность больше воды, при помещении в воду опускаются на дно.
Прочтите еще раз рубрику 17.
46.	Нет. На самом деле:
Хлорный гремучий газ = Смесь водорода и ...
Гремучий газ = Смесь ... и кислорода
Вставьте пропущенные слова и продолжайте чтение с рубрики 15.
62
Программа 4
47.	Проверьте ответ:
В процессе электролиза воды на аноде образуется кислород, а на катоде образуется водород. Следовательно, вода состоит из кислорода и водорода.
Каково соотношение объемов кислорода и водорода, образующихся при электролизе воды?
•	Водород: Кислород = 2:1	->	37
•	Водород: Кислород =1:1	->	39
•	Водород: Кислород =1:2	->	9
•	Не знаю	-»	23
48.	В результате перегонки вода очищается. Содержавшиеся в ней примеси, например соединения кальция, остаются в перегонной колбе.
Следовательно, дистиллированная вода является ... (жесткой/мягкой) водой.
Прочтите рубрику 27.
49.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
50,	Проверьте ответы:
Смесь хлора и водорода называют хлорный гремучий газ. Хлор соединяется с водородом, образуя хлороводород. Водный раствор хлороводорода называется хлороводородная, или соляная, кислота. Важнейшим соединением хлора, которое встречается в природе, является хлорид натрия (поваренная соль).
Конец программы 4.
Программа 5
Водород
1.	Водород-это простое вещество, о котором мы уже кое-что узнали из двух предыдущих программ.
Водород представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса.
Может ли водород гореть?
•	Не знаю	-> 26
•	Да	12
•	Нет	-> 16
2.	Ваш ответ должен включать следующие моменты:
Перед проведением любых химических реакций с водородом необходимо убедиться, что используемая для этого установка полностью очищена от кислорода. Таким образом удастся предотвратить серьезные взрывы. Чтобы убедиться в отсутствии кислорода, нужно выполнить проверку на гремучий газ.
Теперь обсудим три способа получения водорода. С одним из этих методов вы уже знакомы. Этот метод основан на:
•	Испарении воды	->•	10
•	Электролизе воды	->	28
•	Не знаю	->	35
3.	гремучий газ, вода
Газы, подобно жидкостям и твердым веществам, обладают определенной плотностью. Некоторые газы имеют большую плотность, чем воздух; плотность других газов меньше, чем у воздуха. Проще говоря, существуют тяжелые и легкие газы.
Чтобы установить, является ли водород тяжелым или легким газом, мы можем выполнить следующий эксперимент:
Две колбы, наполненные водородом, подвешивают так, чтобы одна из них висела отверстием вниз, а другая-отверстием вверх. Через некоторое время (приблизительно 1 мин) к отверстию каждой колбы подносят пламя.
У колбы, подвешенной горлом вверх, никакой реакции не наблюдается: водород вытек из этой колбы вверх.
Если же поднести пламя к отверстию колбы, подвешенной горлом вниз, произойдет слабый взрыв: значит, колба еще содержит водород.
Эти наблюдения должны помочь вам ответить на следующие вопросы: Водород легче или тяжелее воздуха?
•	Легче	—>	11
•	Тяжелее	->	27
•	Не знаю	-»	20
4.	Совершенно верно.
Вначале медь соединяется с кислородом воздуха и образуется оксид меди, т.е. происходит окисление меди в оксид меди.
64
Программа 5
Во второй части эксперимента водород пропускают над оксидом меди. Водород соединяется с кислородом, содержащимся в оксиде меди, образуя воду, т.е. оксид меди восстанавливается до меди.
Следовательно, водород можно использовать для проведения процессов восстановления.
Теперь запишите следующие выводы из эксперимента (вставляя необходимые слова):
1.	Окисление:
Медь + ... -» ...
2.	Восстановление:
Оксид меди + Водород -» ... + ...
Проверьте ответ в рубрике 15.
5.	Неправильно. Метод получения водорода пропусканием пара над докрасна раскаленным коксом лежит в основе промышленного процесса, который не подходит для лабораторных условий.
Вернитесь к рубрике 23.
6.	Неправильно. Вы только что узнали, что водород является самым легким из всех газов; другими словами, водород обладет наименьшей плотностью среди всех газов. Благодаря низкой плотности водорода зонды, наполненные водородом, выталкиваются' в атмосфере вверх; другими словами, они легко поднимаются в воздухе.
Вернитесь снова к рубрике 23.
7.	водород, гремучий газ
Укажите три известных вам метода получения водорода.
Проверьте ответ в рубрике 19.
8.	Ваш ответ должен включать следующие моменты:
Когда кран Н открыт, газ выходит из объема В наружу. Тогда соляная кислота может перетекать из сосуда А через сосуд С в шар В. Внутри шара В на сите находится порошок металлического цинка. Как только соляная кислота вступает в соприкосновение с цинком, начинает выделяться газообразный водород.
Что происходит, когда кран Н снова закрывают?
Запишите полный ответ и проверьте его в рубрике 17.
9.	1. Установка для электролиза воды (электролизёр).
2.	Аппарат Киппа для получения газообразного водорода.
3.	Водяной газ.
Что называется а) окислением и б) восстановлением?
а)	Окислением называется ... процесс, в котором ....
б)	Восстановлением называется ... процесс, в котором ....
Дайте полные определения этих процессов и проверьте ответы в рубрике 29.
Водород
65
5
10.	Нет. При испарении воды с ней не происходит никаких химических изменений. Пары воды как химическое вещество представляют собой ту же самую воду. Испарение воды является чисто физическим процессом.
Водород, конечно же, является совсем иным веществом, чем вода. Поэтому водород можно получить из воды только при помощи химического процесса.
Мысленно вернитесь к нащему обсуждению воды. Мы говорили, что воду можно разложить постоянным электрическим током на водород и кислород. Водород выделяется на катоде (отрицательном электроде), а кислород-на аноде (положительном электроде).
Таким образом, один из способов получения водорода основан на ... воды.
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 28.
11.	Совершенно верно. Водород еще легче воздуха. Более того, водород самый легкий из всех газов. Один литр водорода имеет массу около 1/10 г.
При работе с водородом необходимо соблюдать определенные предосторожности. Обязательно надевать защитные очки и помещать установку для работы с водородом за защитным экраном. Установка для работы с водородом должна быть очищена от кислорода. Водород с кислородом образуют смесь, которая при поджигании сильно взрывается (гремучий газ).
Перед проведением любого химического эксперимента, в котором участвует водород, нужно сначала проверить, нет ли в установке кислорода, который будет образовывать с водородом гремучий газ. Для этого через установку пропускают водород и по прошествии некоторого времени собирают образец вытекающего из нее газа в пробирку, повернутую отверстием вниз. Затем к отверстию пробирки подносят пламя. Если при этом происходит хотя бы малейший взрыв, то это значит, что в установке еще находится кислород в количестве, достаточном для образования гремучего газа!
Если это происходит, необходимо продолжать пропускание водорода через установку до тех пор, пока очередной пробный образец вытекающего из нее газа не будет сгорать спокойно, без всякого взрыва. Лишь тогда можно быть уверенным, что установка полностью очищена от кислорода.
Для чего проводится проверка на гремучий газ? Запишите краткий ответ и проверьте его в рубрике 2.
12.	Совершенно верно. Водород, конечно же, может гореть. Он соединяется с кислородом очень бурно.
Внимание! Смесь кислорода с водородом при поджигании взрывается с громким хлопком. По этой причине смесь кислорода с водородом называется ..... При сгорании водорода образуется .... Вставьте в эти предложения пропущенные слова и проверьте их правильность в рубрике 3.
13.	Водород может использоваться в следующих целях:
1.	Наполнение дирижаблей и атмосферных зондов.
2.	Сварка металлических деталей.
На больших химических предприятиях водород используется в огромных количествах, например для получения аммиака и метилового спирта. Впоследствии вы узнаете об этом подробнее.
Наконец, следует упомянуть еще об одном важном применении водорода.
5-1073
66
Программа 5
Но сначала придется познакомиться с двумя новыми понятиями.
Окислением называется химический процесс, в котором какое-либо вещество соединяется с кислородом.
Восстановлением называется химический процесс, в котором кислород удаляется из какого-либо соединения.
Примером окисления может служить любой процесс горения.
Приведем теперь пример процесса восстановления.
Допустим, что проводится следующий эксперймент, который состоит из двух частей.
1. Медную проволоку прокаливают на воздухе. Красноватая металлическая медь становится черной. Это объясняется тем, что образуется оксид меди, поскольку медь соединяется с кислородом воздуха. Оксид меди является соединением меди и кислорода.
2. Почерневшую медную проволоку, которую мы прокаливали на воздухе, помещают в стеклянную трубку и пропускают над ней водород до тех пор, пока при поджигании образца газа, выходящего из трубки, его горение не станет спокойным (лишь таким образом можно будет убедиться, что установка очистилась от кислорода-проверка на гремучий газ). После этого внешнюю часть стеклянной трубки нагревают в том месте, где лежит медная проволока. Через некоторое время металлический блеск меди восстанавливается. Кроме этого, можно наблюдать конденсацию капелек воды на холодных частях установки.
Какое из следующих утверждений является правильным?
• В первой части эксперимента происходит окисление, а во
второй части эксперимента-восстановление меди	->	4
•	В первой части эксперимента происходит восстановление, а во второй части эксперимента-окисление меди	->	25
•	В обеих частях эксперимента происходит восстановление	меди ->	30
•	В обеих частях эксперимента происходит окисление	меди	-»	34
•	Не в состоянии ответить на поставленный вопрос	-»	21
14. Неправильно. Вы только что узнали, что водород является самым легким из всех газов; другими словами, водород обладает наименьшей плотностью среди всех газов. Благодаря низкой плотности водорода зонды, наполненные водородом, выталкиваются в атмосфере вверх, т.е. они легко поднимаются в воздухе.
Вернитесь снова к рубрике 23.
15. Проверьте свои ответы:
1. Окисление:
Медь + Кислород -» Оксид меди	* 1 2
2. Восстановление:
Оксид меди + Водород -» Медь + Вода
В заключение зададим два уже знакомых вопроса.
Какой газ является самым легким?
Как называется смесь водорода и кислорода?
Дайте ответы на эти вопросы и затем переходите к рубрике 7.
Водород
67
5
16.	Неправильно. Водород, конечно же, может гореть. Он соединяется с кислородом очень бурно.
Внимание! Смесь кислорода с водородом при поджигании взрывается с громким хлопком.
По этой причине смесь кислорода с водородом называется.........
При сгорании водорода образуется ....
Вставьте пропущенные в этих предложениях слова и проверьте ответ в рубрике 3.
17.	Ваш ответ должен включать следующие моменты:
Когда кран Н закрывают, давление, создаваемое водородом, который продолжает выделяться, вытесняет соляную кислоту из шара В через сосуд С в сосуд А. Как только соляная кислота перестает соприкасаться с цинком, образование газообразного водорода прекращается.
Завершите следующие предложения:
Водород получается при реакции соляной кислоты с ....
Удобная лабораторная установка для получения газообразного водорода называется .....
Проверьте правильность ваших ответов в рубрике 24.
18.	Пользуясь выполненным вами рисунком, дайте ответ на следующий вопрос:
Что происходит, когда кран Н открыт?
Ответ проверьте в рубрике 8.
19.	1. Электролиз воды или рассола (водного раствора поваренной соли).
2.	Действие кислот на металлы.
3.	Действие пара на раскаленный кокс.
Методы 1 и 2 применяют с использованием специальных установок.
Как называются эти установки?
Метод 3 приводит к получению газовой смеси водорода и оксида углерода. Как называется эта смесь?
Дайте ответы на эти вопросы и проверьте их в рубрике 9.
20.	Представьте себе, что вы выполняете слудующий эксперимент:
Две бутылки наполняют растительным маслом. Каждую из них закрывают пробкой, а затем погружают в сосуд с водой, так чтобы они были полностью погружены в нее. Там бутылки открывают, предварительно повернув одну из них горлом вверх, а другую-горлом вниз. Из первой бутылки сразу же начинает вытекать масло и поднимается на поверхность воды, потому что масло легче воды. Однако из второй бутылки, повернутой горлом вниз, масло не вытекает.
Прочтите теперь еще раз рубрику 3.
21.	В первой части эксперимента:
Медь нагревают на воздухе. В результате медь соединяется с кислородом. Образуется оксид меди-соединение меди и кислорода.
5*
68
Программа 5
Во второй части эксперимента:
Водород пропускают над оксидом меди. Кислород удаляется из оксида меди, и таким образом снова образуется медь.
Сравните эти описания с определениями, приведенными в рубрике 13.
5
22.	Совершенно верно. При горении водорода образуется очень горячее пламя, особенно если вместо воздуха используется кислород. Горячие пламена такого типа применяют для сварки.
Приготовление водородно-кислородных смесей для сварки требует соблюдения особых предосторожностей. С этой целью применяется специально сконструированная кислородно-водородная горелка, или форсунка.
Кислород или ________
воздух —----------
Водород	>
Рис. 10
В этой горелке, известной как форсунка Даниэля, водород протекает по внешней трубке, а кислород-по внутренней трубке. Таким образом предотвращаемся смешение двух газов до самого момента зажигания. Описанное устройство позволяет избежать накопления опасной водородно-кислородной смеси (гремучего газа).
При работе с такой горелкой сначала открывают водородный кран, зажигают газ, а затем открывают кислородный или воздушный вентиль. При необходимости потушить горелку следует проделать все в обратной последовательности: сначала прекратить подачу кислорода или воздуха, а затем подачу водорода.
Срисуйте приведенную схему горелки и укажите письменно два известных вам применения водорода, а затем переходите к чтению рубрики 13.
23.	Водород в воде связан с кислородом, как мы уже знаем из экспериментов с электролизом.
Назовите наиболее важный метод получения водорода в лабораторных условиях:
•	Электролиз воды	->	31
•	Действие кислот на металлы	-»	33
•	Действие пара на раскаленный	кокс	->	5
24.	цинком, аппарат Киппа
До сих пор мы обсуждали только два способа получения водорода:
1.	Электролиз воды или рассола.
2.	Действие кислоты на металлы.
Теперь укажем третий способ, который имеет большое значение для промышленного получения водорода. При пропускании пара над докрасна раскаленным коксом образуется смесь водорода и оксида углерода. Из-за своего происхождения эта газовая смесь называется водяной газ.
Если удалить из водяного газа оксид углерода, можно получить водород.
Водород
69
Позже мы опишем, как это можно выполнить.
А теперь завершите приведенные ниже предложения, вставив пропущенные в них слова:
Водяной газ представляет собой смесь ... и ....
Он образуется при пропускании ... над ....	/
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 32.
25.	Нет. Прочтите рубрику 21 и еще раз внимательно проанализируйте рассматриваемый эксперимент.
26.	Водород, конечно же, может гореть. Его соединение с кислородом протекает очень бурно.
Внимание! Смесь кислорода с водородом при поджигании взрывается с громким хлопком.
По этой причине смесь кислорода с водородом называется ......
При сгорании водорода образуется ....
Вставьте пропущенные в этих предложениях слова и проверьте ответ в рубрике 3.
27.	Неправильно. Представьте себе, что вы проводите следующий эксперимент: Две бутылки наполняют растительным маслом. Каждую из них закрывают пробкой, а затем погружают в сосуд с водой, так чтобы они были полностью погружены в нее. Там бутылки открывают, предварительно повернув одну из них горлом вверх, а другую-горлом вниз. Из первой бутылки сразу же начинает вытекать масло и поднимается на поверхность воды, потому что масло легче воды. Однако из второй бутылки, повернутой горлом вниз, масло не вытекает.
Прочтите теперь еще раз рубрику 3.
28.	Правильно. Водород можно получить при помощи электролиза воды.
В промышленности водород получают аналогичным способом. Однако электролизу подвергают не воду, а рассол, т.е. водный раствор поваренной соли.
Водород образуется также при действии кислот на металлы. Наиболее удобный способ получения водорода в лабораторных условиях основан на использовании действия соляной кислоты на цинк. С этой целью применяется специальная установка для получения г;аза, так называемый аппарат Киппа (по имени его изобретателя).
Теперь прочтите следующий абзац несколько раз, пока вы не разберетесь в нем полностью; сопоставьте то, что написано, с тем, что показано на схеме.
Когда кран Н открыт, газ из объема В может выходить наружу. Это позволяет соляной кислоте поступать из сосуда А через сосуд С в шар В. Внутри шара В на сите находится порошок металлического цинка. Как только соляная кислота входит в соприкосновение с цинком, образуется газообразный водород, который вытекает через открытый кран Н. Когда кран Н закрыт, давление, создаваемое водородом, который продолжает выделяться, выталкивает соляную кислоту из шара В через сосуд С в сосуд А. Как только соляная кислота перестает соприкасаться с цинком, образование газообразного водорода прекращается.
70
Программа 5
Скопируйте изображение аппарата Киппа (со всеми обозначениями) и переходите к чтению рубрики 18.
29.	а) Окислением называется химический процесс, в котором какое-либо вещество соединяется с кислородом.
б)	Восстановлением называется химический процесс, в котором кислород удаляется из какого-либо соединения.
Конец программы 5.
30.	Нет. Прочтите рубрику 21 и еще раз внимательно проанализируйте рассматриваемый эксперимент.
31.	Ваш ответ не вполне правилен.
Водород можно получать в лабораторных условиях путем электролиза воды, но этот метод не слишком удобен, и водород таким путем получается слишком медленно. Электролиз редко применяют для получения водорода в лабораторных условиях. Однако электролиз используется для получения водорода в промышленных условиях, причем этот процесс позволяет также получать некоторые дополнительные продукты. При электролизе раствора поваренной соли образуются гидроксид натрия, хлор и водород.
Вернитесь к рубрике 23.
32.	Водяной газ представляет собой смесь водорода и оксида углерода. Он образуется при пропускании водяного пара над докрасна раскаленным коксом.
Водород хранят в стальных баллонах, окрашенных красной краской. Стальные баллоны с кислородом имеют вентиль с правосторонней резьбой, а баллоны с водородом-вентиль с левосторонней резьбой. Это предотвращает возможность присоединения кислородного вентиля к баллону с водородом, и наоборот.
В отличие от кислорода, который существует в природных условиях в виде простого вещества (например, в воздухе), водород редко встречается в свободном виде в окружающей нас среде, так как водород обладет слишком большой реакционной способностью. Лишь в некоторых особых случаях водород обнаруживается в земле, например вместе с природным газом или с залежами нефти. Таким образом, водород обычно встречается не в свободном
Водород
71
виде, а связанным в различных соединениях. Наиболее важным из этих соединений является вода.
(В верхних слоях атмосферы-и особенно в космосе-содержание водорода относительно велико.)
С каким элементом водород связан в воде?
Укажите название этого элемента и переходите к рубрике 23.
5
33.	Совершенно верно. Наиболее важный метод получения водорода
в лабораторных условиях основан на действии кислот на металлы, точнее, на действии соляной кислоты на цинк.
Водород является наиболее легким из всех газов, и поэтому им можно наполнять дирижабли и зонды для исследования атмосферы. Однако для такого использования он обладает существенным недостатком: •	Малой плотностью	6
•	Высокой горючестью	-» 22
•	Большой плотностью	14
34.	Нет. Прочтите рубрику 21 и еще раз внимательно проанализируйте рассматриваемый эксперимент.
35.	Мысленно вернитесь к нашему обсуждению воды. Мы говорили, что воду можно разложить при помощи постоянного электрического тока на водород и кислород. Водород выделяется на катоде (отрицательном электроде), а кислород-на аноде (положительном электроде).
Один из способов получения водорода основан на ... воды.
Вставьте пропущенное слово и переходите к рубрике 28.
j
Программа 6
Теоретические основы (I)
6
1.	В первых пяти программах мы познакомились с большим кругом разнообразных веществ. Эти вещества включают:
железо, серу, сульфид железа, диоксид серы, азот, кислород, водород, воду, хлороводород и хлор.
В наших обсуждениях было указано, как можно получить сульфид железа из железа и серы, а также хлороводород из хлора и водорода.
В настоящей программе мы постараемся поглубже разобраться в затронутых ранее проблемах, в частности познакомимся с теоретическими основами химии.
Помните ли вы еще эксперимент, в котором из серы и железа получается сульфид железа?
Сначала приготовляется смесь серы и железа путем совместного размалывания этих двух веществ в ступке, и эту смесь помещают в пробирку. После непродолжительного нагревания нижней части пробирки на слабом пламени смесь начинает светиться в том месте, где ее нагревали. Но, хотя сразу после этого пробирку отводят от пламени, свечение продолжает усиливаться, пока наконец оно не охватывает всю смесь. После охлаждения пробирки обнаруживается, что она содержит однородную серую массу, представляющую собой соединение-сульфид железа. Мы убедились в том, что из этой массы невозможно извлечь ни железо при помощи магнита, ни серу растворением в дисульфиде углерода.
Процесс какого типа происходит при описанном получении сульфида железа из железа и серы?
•	Физический процесс	—>	39
•	Химический процесс	->	15
•	Не знаю	->	28
2.	В твердом состоянии находятся сера, фосфор.
В жидком состоянии находится бром.
В газообразном состоянии находятся кислород, азот, водород, хлор.
До сих пор мы всегда приводили полные названия простых веществ и соединений, которые обсуждались в различных описанных ранее экспериментах.
Однако при записи химических реакций намного удобнее пользоваться сокращенными символами, а не полными названиями. С этой целью для каждого элемента используется стандартное сокращение, называемое химический
символ элемента.			
В качестве	примера приведем	следующие	символы
Водород	Н	Фосфор	Р
Азот	N	Сера	S
Кислород	О	Хлор	С1
Натрий	Na	Железо	Fe
Магний	Mg	Медь	Си
Теоретические основы (I)
73
Постарайтесь запомнить эти символы, потому что мы будем пользоваться ими впоследствии вместо полных названий химических элементов.
Укажите химические символы следующих элементов:
Азот Магний Хлор
Запишите эти символы и проверьте ответ в рубрике 13.
3.	Неправильно. Оксид фосфора-это не простое вещество, а соединение элементов фосфора и водорода.
Хлороводород тоже не простое вещество, а соединение элементов хлора и водорода.
Прочтите еще раз рубрику 12.
4.	Пропущенные слова:
электронных оболочках
Завершите теперь следующее предложение, вставив в нужные места пропущенные слова: отрицательный, положительный или нейтральный.
Всякий атом, рассматриваемый как целое, электрически ..., потому что у каждого атома такое же число ... заряженных протонов в ядре, как и число ... заряженных электронов в электронных оболочках.
Проверьте ответ в рубрике 14.
5.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 2, перепишите приведенный там перечень элементов с соответствующими им символами и повторно проработайте ту часть программы, которая начинается с рубрики 2.
6.	Неправильно. Как видно из названия, электроны входят в электронную оболочку атома, а не в его ядро.
Продолжайте чтение с рубрики 36.
7.	хлор, водород
Продукт, который образуется, т. е. остается в конце реакции, называется конечный продукт или продукт реакции.
Из ... веществ серы и железа Получается конечный продукт реакции ....
Вставьте пропущенные слова и переходите к рубрике 24. >
8.	Неправильно. Вы несомненно ответили просто наугад, потому что достаточно было подсчитать электроны, изображенные на рисунке, чтобы получить правильный ответ. Вернитесь к рубрике 46.
9.	Неправильно. Вы только что сами срисовывали схему строения атома водорода и записывали символы составляющих его частиц.
Прочтите еще раз рубрику 48, сопоставьте ваш рисунок с приведенным в этой рубрике, и вы убедитесь, что перепутали названия и символы трех частиц, составляющих атом.
74 t
/
Программа 6
10.	Неправильно. Проработайте программу еще раз начиная с рубрики 38.
11.	Вы ответили на вопрос, поставленный в рубрике 21, правильно, если
назвали следующие металлы:
железо, медь, золото, серебро, алюминий, свинец.	>
Запомните теперь следующее правило:
Все металлы (при нормальных условиях) являются твердыми веществами.
Все неметаллы (при нормальных условиях) являются твердыми веществами
или газами.
Однако из этого правила есть два исключения:
Ртуть является единственным жидким металлом (при нормальных условиях).
Бром является единственным жидким неметаллом (при нормальных условиях).
(Нормальными условиями являются: давление 1 атм и температура 0°С.)
Приблизительно 75% из 106 известных в настоящее время элементов-металлы, а остальные 25%-неметаллы.
Встречаются такие элементы, которые по своим свойствам могут быть одновременно отнесены и к металлам, и к неметаллам. Однако названные ниже элементы можно совершенно однозначно отнести к металлам либо неметаллам.
Металлы: железо, магний, медь, свинец, золото, серебро, платина, цинк, , алюминий и ртуть.
Неметаллы: сера, кислород, азот, водород, хлор, фосфор и бром.
Укажите, какие из названных здесь неметаллов находятся в твердом, жидком либо газообразном состоянии (при нормальных условиях).
В твердом состоянии находятся: ...
В жидком состоянии находятся: ...
В газообразном состоянии находятся: ...
Переходите к рубрике 2.
12.	Простыми веществами называются вещества, которые не поддаются дальнейшему разложению химическими методами.
Мы только что говорили, что при электролизе химического соединения воды образуются простые вещества-газообразные водород и кислород. Однако в состав воды входят, конечно, не газообразные вещества водород и кислород, а элементы водород и кислород.
Элемент-это совокупность атомов одного вида. Один'элемент может образовывать несколько простых веществ.
В какой из указанных ниже групп веществ содержатся только элементы?
•	Оксид меди, азот, вода •	Кислород, водород, хлор, железо •	Оксид фосфора, хлороводород, сера •	Водород, гремучий газ, водяной газ	-> 31 -> 21 ->	3 -> 41
13.	Азот:	N
Магний: Mg
Хлор:	О
Укажите теперь символы следующих элементов:
Натрий
Сера
Теоретические основы (I)
7S
Медь
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 25.
14.	Правильная последовательность пропущенных слов: нейтрален положительно отрицательно
Вставьте теперь пропущенные слова в следующие предложения:
Мельчайшей частицей химического элемента, способной
к самостоятельному существованию, является .... Каждый элемент состоит из многих миллионов одинаковых ....
Проверьте ответ в рубрике 30.
15.	Совершенно верно. Получение сульфида железа из железа и серы представляет собой химический процесс.
Воспользуемся теперь этой конкретной реакцией, чтобы ввести ряд новых понятий.
Поскольку химики называют любой химический процесс реакцией, мы будем тоже говорить о реакции серы с железом. Сера реагирует с железом, и при этом образуется сульфид железа.
Вставьте пропущенные слова в следующие предложения:
Хлороводород образуется, когда хлор ... с водородом. Это рассматривается как ... процесс, или ....	,
Переходите к чтению рубрики 33.
16.	Совершенно верно. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, тогда как электроны образуют электронную оболочку атома.
Завершите следующее предложение:
Электроны находятся в электронной оболочке атома и движутся по фиксированным орбитам; другими словами, они находятся на ....
Проверьте ответ в рубрике 4.
17.	Неправильно. Ядро состоит из частиц двух типов. За разъяснениями обратитесь в рубрику 36.
18.	Неправильно. Проработайте программу еще раз начиная с рубрики 38.
19.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 2, перепишите приведенный там перечень элементов с соответствующими им символами и повторно проработайте ту часть программы, которая начинается с рубрики 2.
20.	Пропущенные слова:
превращение, соединение
Вставьте теперь пропущенные слова в следующие предложения:
В химической реакции ... вещества реагируют друг с другом. В этом процессе образуются .....
Проверьте ответ в рубрике 40.
76
Программа 6
21.	Совершенно верно.
Химические элементы можно подразделить на две большие группы:
1)	металлы,
2)	неметаллы.
Такую классификацию можно осуществлять по ряду легко различимых свойств.
Металлы обладают характерным металлическим блеском; кроме того, они хорошо проводят тепло и электрический ток.
Неметаллы плохо проводят тепло и электрический ток.
Какие из следующих элементов являются металлами?
Кислород, железо, медь, хлор, золото, азот, водород, серебро, алюминий, свинец.
Возможно, перечисленные здесь металлы известны вам как материалы, полезные для практического использования. Это облегчит вам распознавание металлов. Запишите их названия и переходите к рубрике 11.
22.	Неправильно. Прочтите объяснение, приведенное в рубрике 74.
23.	Совершенно верно. Тот факт, что воду можно разложить посредством электролиза на водород и кислород, показывает, что вода является соединением водорода и кислорода.
Вспомните теперь, пожалуйста, определение понятия простое вещество, а затем переходите к чтению рубрики 12.
24.	исходных веществ
сульфид железа
Вместо того чтобы сказать «железо реагирует с серой», с неменьшим правом можно сказать «железо и сера превращаются в сульфид железа». Точно так же слова «реакция» и «превращение» могут использоваться одно вместо другого.
Просто дело в том, что здесь мы сталкиваемся с двумя понятиями, которые имеют совершенно одинаковый смысл.
Запишите эквивалентное слово для каждого из следующих выражений: реакция = ... реагент = ...
продукт реакции = ...
Переходите к рубрике 37.
25.	Натрий:	Na
Сера:	S
Медь:	Си
Какие элементы обозначаются следующими символами?
О, Р, С1
Запишите названия этих элементов и проверьте ответы в рубрике 35.
26.	Составными частицами атомов являются: протоны
Теоретические основы (I)
77
электроны
нейтроны
Какие из этих частиц образуют ядро атома?
Нейтроны и электроны	->	18
Протоны и электроны	->	67
Нейтроны и протоны	->	16
Нейтроны, протоны и электроны	-»	10

27.	Совершенно верно.
Атом водорода состоит из двух частиц: протона/(р), который образует ядро, и электрона (е), который образует электронную оболочку вокруг ядра. Атом водорода, простейший из возможных атомов, не содержит нейтронов в своем ядре.	-
Другие элементы, которые всегда тяжелее водорода, состоят из атомов, содержащих большее число составляющих частиц.
Следующий за водородом по массе элемент-инертный газ гелий (Не). До сих пор мы еще не упоминали его.
Атом гелия имеет такое строение:
Срисуйте эту схему атома гелия, а затем завершите следующие предложения;
Атом гелия (Не) содержит в ядре ... протона и два .... Он имеет также ... электрона в своей ....
Проверьте правильность ваших ответов в рубрике 46.
28.	Мы уже знаем следующее:
К физическим процессам относятся те, при которых вещества остаются неизменными и происходит только изменение состояния вещества и связанных с этим свойств.
К химическим процессам относятся те, при которых участвующие в них вещества превращаются в другие вещества.
При получении сульфида железа из серы и железа происходит превращение веществ. Свойства сульфида железа совершенно отличаются от свойств железа или серы.
Железо притягивается магнитом.
Сера растворима в дисульфиде углерода.
Сульфид железа не притягивается магнитом и нерастворим в дисульфиде углерода.
Следовательно, получение сульфида железа из серы и железа представляет собой ... процесс. Переходите к чтению рубрики 15.
78
. Программа 6
29.	Пропущенные слова:
атомное ядро
электронная оболочка
Электроны образуют в атоме электронную оболочку, а ядро атома построено из нейтронов и протонов. (Атом водорода является исключением из этого правила, поскольку его ядро состоит только из одного протона.)
Таким образом, теперь мы знаем, где располагаются протоны, нейтроны и электроны внутри атома.
Какие частицы входят в состав атомного ядра?
•	Электроны, нейтроны и протоны	->	17
•	Электроны и протоны	-»	58
•	Нейтроны и протоны	->	48
•	Нейтроны и электроны	->	6
30.	Пропущенные слова: атом атомов
Завершите теперь следующее предложение:
Когда два элемента соединяются друг с другом в химической реакции, происходит ... и образуется ....
Проверьте ответ в рубрике 20.
31.	Неправильно. Оксид меди не простое вещество, а соединение элементов меди и кислорода.
Вода тоже не простое вещество, а соединение элементов водорода и кислорода.
Прочтите снова рубрику 12.
32.	Да, получение сульфида железа из серы и железа-это синтез.
Процесс, противоположный синтезу,- разложение, иногда его называют анализом.
В химии термин анализ используется для обозначения не только разложения вещества, но и для изучения этого вещества, особенно исследования его состава и чистоты. Это объясняется тем, что в прошлом для установления состава какого-либо вещества приходилось его разлагать. Поэтому слово анализ использовалось для обозначения исследования Вещества. В настоящее время существуют методы, которые позволяют устанавливать состав вещества, не прибегая к его разложению. Тем не менее такие методы по-прежнему называются аналитические.
Исследование воздуха, описанное в программе 2, при помощи которого было показано, что воздух представляет собой смесь, состоящую из 20% кислорода и 80% азота, представляет собой не что иное, как анализ воздуха.
Какой из указанных ниже процессов является аналитическим?
•	Горение водорода	-»	51
•	Электролиз воды	-»	23
•	Окисление фосфора	->	43
Теоретические основы (I)
79
33.	Пропущенные слова:
реагирует, химический, реакция
Если для получения сульфида железа используются сера и железо, то эти два вещества рассматриваются как исходные вещества, или реагенты.
Какие исходные вещества участвуют в следующей реакции?
Хлор + Водород -» Хлороводород
Запишите названия двух реагентов и затем переходите к чтению рубрики 7.
34.	Неправильно. Вы просто не обратили внимание на правило, которое гласит:
В каждом атоме число протонов равно числу электронов.
Продолжайте чтение с рубрики S3.
35.	Названия элементов таковы:
О-кислород, Р-фосфор, С1-хлор
Укажите теперь символы следующих элементов:
Водород
Железо
Магний
Проверьте ответы в рубрике 45.
36.	Атомы состоят из частиц трех типов: протонов, нейтронов и электронов.
При рассмотрении строения атома мы должны различать в нем атомное ядро и окружающую его электронную оболочку. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.
Вставьте недостающие слова в следующую схему, предварительно переписав ее в свою тетрадь:
> -»• Ядро	1
‘ ‘ J	> Атом
Электроны -»• Электронная оболочка I
Переходите к чтению рубрики 48.
37.	Проверьте ответы:
реакция = превращение
реагент = исходное вещество
продукт реакции = конечный продукт
Вставьте теперь пропущенные слова в следующие предложения. Если можно подобрать более одного подходящего слова, запишите оба варианта.
При ... (...) серы и железа ... вещества (...) раскаляются докрасна. Когда реакция заканчивается, реакционная смесь остывает и мы получаем в качестве ... продукта (продукта ...) сульфид железа.
Проверьте ваши ответы в рубрике 55.
80
Программа 6
38.	Пропущенные слова: атом
6
протоны, нейтроны, электроны
А теперь познакомимся более подробно с тем, как устроен атом. В центре атома находится его ядро. Вокруг ядра располагаются электроны, образуя электронные оболочки. Поскольку ядро окружено электронными оболочками, часто говорят, что вокруг ядра имеется электронное облако. (На представленном ниже схематическом рисунке относительные размеры ядра и электронов даны без соблюдения масштаба.)
строения атома
Рис. 13
А теперь вставьте недостающие слова в следующие выражения: В центре каждого атома находится .... Его окружает ....
Проверьте свои ответы в рубрике 29.
39.	Неправильно. Объяснение вы найдете в рубрике 28.
40.	Пропущенные слова:
исходные вещества
конечные продукты, или продукты реакции
Завершите следующее предложение:
Известные в настоящее время 106 химических элементов можно подразделить на две группы: 25% относится к ..., а 75% относится к ....
Проверьте ответ в рубрике 49.
41.	Неправильно. Гремучий газ не простое вещество, а смесь элементов водорода и кислорода.
Водяной газ тоже не простое вещество, а смесь водорода и оксида углерода.
Прочтите еще раз рубрику 12.
42.	Да, водород и хлор являются исходными веществами для получения хлороводорода.
Получение хлороводорода из водорода и хлора может быть также названо синтезом хлороводорода.
Если два или несколько веществ соединяются друг с другом в химической
Теоретические основы (I)
81
реакции, мы говорим о синтезе. Слова «получение», «образование» и «синтез» часто используются одно вместо другого в том смысле, как они понимаются здесь.
Какой из указанных ниже процессов представляет собой синтез?
Образование водорода и кислорода при электролизе Образование раствора сахара при растворении сахара в воде
Образование сульфида железа при реакции железа и серы
50
-> 60
43.	Неправильно. При окислении фосфора происходит образование оксида фосфора из фосфора и кислорода. Этот процесс представляет собой синтез, а не аналитическую реакцию!
Вернитесь к рубрике 42.
44.	Правильно.
В каждом атоме число протонов точно равно числу электронов. Следовательно, поскольку атом фосфора имеет в своем ядре 15 протонов, в его электронном облаке должно быть 15 электронов.
И протоны, и электроны несут на себе электрические заряды.
Протон Заряжен положительно, а электрон заряжен отрицательно.
Нейтроны не несут на себе электрических зарядов; другими словами, они электрически нейтральны.
Каким должен быть результирующий заряд атома, рассматриваемого как единое целое? Должен ли атом быть положительно или отрицательно заряженным или же он электрически нейтрален?
•	Атом в целом заряжен положительно, поскольку он
содержит положительно заряженные протоны в своем ядре -» 76
•	Атом в целом заряжен отрицательно, поскольку он содержит
отрицательно заряженные электроны в своем электронном облаке	-+ 66
•	Атом в целом электрически нейтрален. Поскольку число
протонов равно числу электронов, положительные
и отрицательные заряды компенсируют друг друга	->	57
45.	Водород: Н
Железо: Fe
Магний: Mg
Какие элементы обозначаются следующими символами?
Na, Fe, Си
Запишите названия этих элементов и проверьте правильность ваших ответов в рубрике 54.
46.	Атом гелия (Не) содержит в ядре два протона и два нейтрона. Он имеет также два электрона в своей электронной оболочке.
Следующий по массе элемент-металл литий (Li); до сих пор мы еще не упоминали, этот элемент.
Атом Лития имеет такое строение:
6-1073
82
Программа 6
Примечательной особенностью структуры этого атома является то, что три электрона, образующие вокруг ядра электронное облако, находятся на двух различных орбитах. Эти орбиты называют электронные оболочки.
Срисуйте себе в тетрадь эту схему строения атома лития.
Сколько электронов находится в первой оболочке атома лития; сколько электронов находится во второй его оболочке?
Первая оболочка	Вторая оболочка
• 1 •	2 •	3	2	->	70 1	->	56 0	-►	8
47.	Пропущенные слова: протона, положителен электрона; отрицателен нейтрален
А теперь кратко повторим пройденное.
Укажите, из каких составных частиц построены все атомы:
Проверьте ответы в рубрике 26..
48.	Ваш ответ правилен, если вы записали следующее:
Протоны и нейтроны в совокупности образуют атомное ядро.
Познакомимся теперь подробнее со строением атома. Существование различных элементов возможно лишь потому, что три частицы, составляющие атом, комбинируются друг с другом во многих различных сочетаниях.
В приводимых далее диаграммах будут использоваться следующие условные обозначения (символы) для внутриатомных частиц:
Нейтрон	и
Протон	р
Электрон	е
Водород (Н), самый легкий из известных элементов, имеет и самые легкие атомы.
У атома водорода такое строение:
83
Срисуйте эту схему атома водорода, а затем ответьте на вопрос: Сколько частиц и какого типа составляют атом водорода?
•	1 нейтрон, 1 протон и 1 электрон	—>	75
•	1 нейтрон и 1 протон		9
•	1 нейтрон и 1 электрон		64
•	1 протон и 1 электрон	—>	27
49.	Пропущенные слова: неметаллам металлам
Вставьте пропущенное слово в следующее предложение:
С целью облегчения записи названий элементов для каждого из них введено сокращенное обозначение, или ....
Проверьте ответ в рубрике 61.
50.	Неправильно. Электролиз воды-это не синтез.
При синтезе вещества соединяются друг с другом, а при электролизе воды происходит ее разложение.
Вернитесь снова к рубрике 42.
51.	Неправильно. При горении водорода из водорода и кислорода образуется вода. Поэтому данный процесс представляет собой синтез, а именно синтез воды, а не аналитический процесс.
Вернитесь к рубрике 42.
52.	Пропущенные слова:
атом атом азота атом фосфора Мельчайшая частица элемента меди, способная к самостоятельному существованию, представляет собой атом меди.
Мельчайшая частица элемента хлора, способная к самостоятельному существованию, представляет собой атом хлора.	>
Теперь вам должно быть очевидно, что каждый элемент состоит из атомов своего, определенного, типа.
Атомы-чрезвычайно малые частицы. Их нельзя увидеть даже в микроскоп. Это становится понятным, если указать, что в 1 г водорода содержится 602000000000000000000000 атомов водорода. Такое невероятно большое число (602 с 21 нулем) не стоит запоминать, оно приведено здесь только для того, чтобы показать, как малы атомы водорода Массу атома водорода можно
«•
84
Программа 6
6
вычислить, если разделить 1 г на это невероятно большое число. Аналогичная ситуация имеет место и для других элементов. И все же, несмотря на чрезвычайно малые размеры, атомы состоят из еще меньших частиц.
Исследования в области атомной физики обнаружили, что все атомы любых элементов состоят из частиц трех типов. Этими составными частицами атомов являются
Протон
Нейтрон
Электрон
Впишите теперь недостающие слова в следующие предложения:
Мельчайшей частицей элемента, способной к самостоятельному существованию, является ....
Составные частицы атома называются ....
Проверьте свои ответы в рубрике 38.
53.	Ядро атома фосфора состоит из 15 протонов и 16 нейтронов. Существует общее правило, согласно которому в каждом атоме число протонов должно быть равно числу электронов.
Атом фосфора имеет в ядре 15 протонов.
Следовательно, атом фосфора должен иметь в своем электронном облаке ... электронов.
Вставьте в это предложение пропущенное слово и затем переходите к чтению рубрики 44.
54.	Названия элементов таковы:
Na-натрий, Fe-железо, Си-медь.
Какие элементы имеют символы N, О и S?
•	Натрий, фосфор и азот	->	19
•	Водород, хлор и кислород	-»	5
•	Азот, кислород и сера	->	63
55.	Пропущенные слова:
реакции (превращении)
исходные вещества (реагенты)
конечного продукта (продукта реакции)
Если вы сделали здесь более двух ошибок, то в ваших собственных интересах вернуться снова к рубрике 33. Если же ваши ответы оказались верными, это означает, что вы правильно понимаете излагаемый материал.
Водород реагирует с хлором, образуя хлороводород.
Как вы охарактеризуете водород и хлор в данном случае?
•	Как	конечные	продукты	->	68
•	Как	продукты	реакции	->	22
•	Как	исходные	вещества	-+	42
•	Не знаю	—>	74
56.	Правильно. У атома лития имеются два электрона в первой электронной оболочке и один электрон во второй оболочке.
Мы можем продолжить аналогичное рассмотрение атомов других
Теоретические основы (I)
85
элементов. По мере того как в атомном ядре последовательно появляются новые протоны и нейтроны, больше электронов становится и на электронных оболочках, образующих электронное облако атома.
При этом должно соблюдаться следующее общее правило:
У каждого атома число протонов в ядре (т. е. заряд ядра) всегда равно числу электронов в, электронном облаке.
Атом водорода имеет 1 протон и 1 электрон
Атом гелия имеет 2 протона и. 2 электрона
Атом лития имеет 3 протона и 3 электрона
Ядро атома фосфора содержит 15 протонов и 16 нейтронов. Сколько электронов должно содержаться в электронном облаке атома фосфора? •	31	электрон	-»	34
•	16	электронов	->	73
•	15	электронов	->	44
•	10	электронов	->	65
•	Не знаю	-> 53
57.	Совершенно верно. В каждом атоме число протонов точно равно числу электронов. Следовательно, заряды этих частиц взаимно компенсируют друг друга и атом в целом оказывается электрически нейтральным.
А теперь завершите следующие предложения:
Ядро атома водорода состоит из одного ... (заряд которого ...).
Электронное облако атома водорода состоит из одного ... (заряд которого ...).
В целом атом водорода электрически ....
Проверьте правильность ваших ответов в рубрике 47.
58.	Неправильно. Как видно из названия электронов, они входят в электронную оболочку атома, а не в его ядро.
Продолжайте чтение с рубрики 36.
59.	Пропущенные слова:
плохо
бром
Завершите следующие предложения:
Металлы ... проводят электрический ток. При нормальных условиях существует лишь один жидкий металл, а именно ....
Проверьте ответы в рубрике 69.
60.	Неправильно. Растворение сахара в воде-это не синтез.
Синтез представляет собой химический процесс, а растворение сахара в воде-это физический процесс.
Вернитесь к рубрике 42.
61.	химический символ
Укажите химический символ для каждого из следующих элементов:
Водород
Азот
86
Программа 6
Сера
Кислород
Железо
Проверьте ответы в рубрике 71.
6
62.	Проверьте ответ:
Элемент-это совокупность атомов одного вида.
Мельчайшая частица элемента, способная к самостоятельному существованию, называется атом.
Мельчайшая частица элемента кислорода, способная к самостоятельному существованию, представляет собой атом кислорода.
Мельчайшая частица элемента железа, способная к самостоятельному существованию, представляет собой атом железа.
Вставьте теперь недостающие слова в следующие предложения:
Мельчайшая частица элемента, способна^ к самостоятельному существованию, представляет собой ....
Мельчайшая частица элемента азота, способная к самостоятельному существованию, представляет собой ....
Мельчайшая частица элемента фосфора, способная к самостоятельному существованию, представляет собой ....
Проверьте ответы в рубрике 52.
63.	Совершенно верно.
N-символ азота, О-символ кислорода и S-символ серы.
С помощью химических символов можно очень просто и удобно указывать исходные вещества (реагенты), а также конечные продукты для каждой реакции.
Первой химической реакцией, с которой мы познакомились, была реакция железа с серой, в которой образовывался сульфид железа.
В словесном выражении эту реакцию можно записать так:
Железо + Сера -> Сульфид железа
Если заменить теперь слова символами, реакция будет иметь вид
Fe + S -> FeS	’
Когда кислород пропускают над раскаленной медью, образуется оксид меди.
В словесном выражении эта реакция выглядит так:
Медь + Кислород -» Оксид меди
Запишите теперь эту реакцию при помощи символов, а затем проверьте правильность вашей записи в рубрике 72.
64.	Неправильно. Вы только что сами срисовывали схему строения атома водорода и записывали символы составляющих его частиц.
Прочтите еще раз рубрику 48, сопоставьте свой рисунок с приведенным в этой рубрике, и вы убедитесь, что перепутали названия и символы трех частиц, составляющих атомы.
Теоретические основы (I)
87
65.	Неправильно. Вы просто не обратили внимание на правило, которое гласит:
В каждом атоме число протонов равно числу электронов. Продолжайте чтение с рубрики 53.
66.	Неправильно. Вам следовало принять во внимание, что положительные и отрицательные электрические заряды взаимно компенсируют друг друга.
Поскольку в атоме число протонов всегда равно числу электронов, число положительных зарядов оказывается равным числу отрицательных зарядов.
Следовательно, атом в целом электрически ....
Переходите к чтению рубрики 57.
67.	Неправильно. Проработайте программу еще раз начиная с рубрики 38.
68.	Неправильно. Прочтите объяснение, приведенное в рубрике 74.
69.	Пропущенные слова:
хорошо
ртуть
Запишите название и символ каждого неметалла в следующем ряду элементов:
Водород, сера, медь, хлор, железо, азот, фосфор, кислород.
Проверьте ответ в рубрике 77.
70.	Неправильно. Вы, несомненно, ответили просто наугад, потому что достаточно было подсчитать электроны, изображенные на рисунке, чтобы получить правильный ответ.
Прочтите рубрику 46 еще раз.
71.	Водород:	Н
Азот:	N
Сера:	S
Кислород:	О
Железо:	Fe
Если вы указали правильно не все символы, советуем вам как можно скорее проработать данную программу еще раз.
А теперь завершите следующие предложения:
Неметаллы ... проводят электрический ток.
При нормальных условиях существует лишь один жидкий неметалл, а именно ....
Проверьте ответы в рубрике 59.
72.	Си + О -> СиО
Прежде чем мы начнем записывать все обсуждавшиеся ранее реакции при помощи символов, необходимо получше разобраться в том, что такое элементы.
88
Программа 6
Дайте определение элемента и проверьте правильность своего ответа в рубрике 62.
6
73.	Неправильно. Вы просто не обратили внимание на правило, которое гласит:
В каждом атоме число протонов равно числу электронов.
Продолжайте чтение с рубрики 53.
74.	Исходными веществами, или реагентами, являются те вещества, с которых начинается химическая реакция.
Конечными продуктами, или продуктами реакции, являются те вещества, которые присутствуют в конце реакции. Это и есть те вещества, которые образуются в результате реакции.
Когда водород реагирует с хлором, образуя хлороводород, водород и хлор являются .....
Продолжайте чтение с рубрики 42.
75.	Неправильно. Вы сами только что срисовывали схему строения атома водорода, поэтому должны знать, что он состоит всего из двух частиц.
Вернитесь к рубрике 48.
76.	Неправильно. Вам следовало принять во внимание, что положительные и отрицательные электрические заряды взаимно компенсируют друг друга.
Поскольку в атоме число протонов всегда равно числу электронов, число положительных зарядов оказывается равным числу отрицательных зарядов.
Следовательно, атом в целом электрически ....
Переходите к чтению рубрики 57.
77. В указанном ряду элементов неметаллами являются
Водород	Н
Сера	S
Хлор	С1
Азот	N
Фосфор	Р
Кислород	О
Конец программы 6.
Программа 7
Теоретические основы (II)
1.	В этой программе вы узнаете, как можно выразить состав химического соединения при помощи химической формулы. Кроме того, мы обсудим, как можно представить химическую реакцию в виде уравнения реакции. Разумеется, при этом предполагается, что вы достаточно полно усвоили материал, изложенный в предыдущей программе.
Помните ли вы, например, что означают символы Fe, Р, О, Н, S и К?
Укажите названия элементов, соответствующие этим символам, таким образом:
Fe: ...
Р: ...
И т.д.
Затем проверьте правильность ваших записей в рубрике 10.
2.	атомов, атомы
Завершите эту схему и проверьте правильность ее составления в рубрике 11.
3.	Фосфор представляет собой элемент, а оксид фосфора-соединение. Поэтому ваш ответ не может быть правильным.
Повторите еще раз рубрику 20 и повнимательнее разберитесь с терминами, используемыми для описания мельчайших частиц элементов и мельчайших частиц соединений.
4.	Нет. Электрический нейтральный атом хлора присоединяет один электрон, который несет на себе отрицательный электрический заряд. Число протонов в ядре атома хлора теперь уже не совпадает с числом электронов в его электронной оболочке. Число электронов на единицу превышает число протонов.
Следовательно, атом хлора, присоединивший один электрон, несет ... заряд.
Переходите к рубрике 32.
5.	Неправильно. Ранее вы должны были усвоить, что вода состоит из водорода и кислорода. Следовательно, вода представляет собой соединение.
Завершите следующее предложение:
90
Программа 7
Мельчайшая частица химического соединения, способная существовать самостоятельно, называется ....
Переходите к рубрике 12.
6, Нет, на самом деле вода состоит из двух элементов-водорода и кислорода. Однако в молекуле воды связаны между собой три атома -два атома водорода и один атом кислорода. То, что в молекулу воды входят два атома водорода, указано в формуле Н2О индексом 2 справа от атома Н.
Сколько атомов содержится в молекуле соединения H2S?
•	Два (атома	-> 15
•	Три атома	-» 29
7,	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 13.
8,	Нет, число 3 перед формулой Н3РО4 указывает, что в наличии имеются сразу три молекулы Н3РО4.
Суммирование атомов всех типов дает
3 • 3 атомов Н = 9 атомов Н
3  1 атомов Р = 3 атома Р
3 • 4 атомов 0=12 атомов О
Итого:
Сколько атомов должно содержаться в 4Н2РО3? Переходите к рубрике 30.
24 атома
9.	В общих чертах ваш ответ должен быть таким:
Ионом называется электрически заряженный атом (или электрически заряженная группа атомов).
Ионы натрия (Na+) и ионы хлора (О') несут противоположные по знаку электрические заряды.
Хорошо известно, что противоположные по знаку электрические заряды притягиваются друг к другу.
Это электрическое притяжение ответственно за образование соединения хлорида натрия (NaCl).
Хлорид натрия состоит из ионов натрия и ионов хлора.
Хлорид натрия (NaCl) и молекула водорода (Н2)-типичные примеры молекул с двумя совершенно различными типами химической связи.
Для двухатомных молекул мы проводим различие между
1)	соединениями, в которых связывающая электронная пара локализована на одном из двух атомов, что приводит к образованию ионов, как, например, в NaCl;
2)	соединениями, в которых связывающая электронная пара локализована посередине между двумя связанными друг с другом атомами, как, например, в Н2.
При рассмотрении многоатомных молекул соответствующие различия проводятся в отношении каждой из имеющихся связей.
Какое из следующих соединений состоит из ионов?
• Н2	-» 25
Теоретические основы (II)
91
• •	NaCl	-► 19 Н2 и NaCl	-> 72
10.	Fe:	железо	Р:	фосфор	О:	кислород Н:	водород	S:	сера	К:	калий Дайте правильные определения в ответ на следующие вопросы: 1.	Что такое химический элемент? 2,	Что такое простое вещество? 3.	Что такое химическое соединение? 4.	Что такое атом? Проверьте ответы в рубрике 20.
11. Элементы
Элементы
соединяются, образуя
Соединения
мельчайшими частицами являются
Атомы
соединяются, образуя
мельчайшими частицами являются
г____
Молекулы
Что представляют собой наименьшие возможные частицы фосфора и оксида фосфора, способные существовать самостоятельно?
Фосфор	Оксид фосфора
• атомы	молекулы	-»	21
• атомы	атомы	->	3
• молекулы	молекулы	-> 33
• молекулы	атомы	-»	41
12. Совершенно верно. Мельчайшей частицей воды, способной существовать самостоятельно, является молекула (молекула воды).
Теперь перейдем к такому вопросу:
Если рассматривать мельчайшие возможные частицы сульфида железа,
воды, магния, хлороводорода и железа, то	какие типы различных частиц
окажутся представлены в этом ряду? Всего здесь присутствует •	5 типов молекул •	4 типа молекул и 1 тип атомов •	3 типа молекул и 2 типа атомов •	2 типа молекул и 3 типа атомов •	1 тип молекул и 4 типа атомов •	5 типов атомов	->	7 -> 36 -> 28 - 44 - 52 - 61
13.	Чтобы вы лучше запомнили различие между атомами и молекулами, советуем вам выучить наизусть следующие определения:
92
Программа 7
Мельчайшая частица химического соединения, способная существовать самостоятельно, называется молекула.
Мельчайшая частица химического элемента, способная существовать самостоятельно, называется атом.
Возможно, вам неясно, какие из перечисленных веществ являются элементами, а какие соединениями?
Сульфид железа был получен в результате реакции порошка серы с железными опилками. Вода образуется при сгорании водорода. Магний является элементом. Хлороводород состоит из водорода и хлора. Железо является элементом.
Обратитесь теперь еще раз к рубрике 12.
14.	При составлении химических уравнений следует записывать слева и справа от стрелки (знака равенства) одинаковое число атомов.
Однако при составлении уравнений следует следить и за тем, чтобы в левой и правой частях уравнения было одинаковым не только общее число атомов, но и число атомов каждого элемента.
Так, если в левой части уравнения имеется один атом железа, то и в правой части уравнения должен быть тоже один атом железа. При этом не имеет значения, в какой форме присутствует железо-как простое вещество или как соединение.
Теперь мы рассмотрим молекулы, в которые входит более одного атома какого-либо элемента.
Н2О означает воду, точнее, Н2О-это формула воды. И^ скольких атомов состоит молекула воды?
•	Из двух атомов	->	6
•	Из трех атомов	->	29
15.	Вы Недостаточно внимательны! Ваш ответ неправилен.
Индекс 2 в формулах Н2О и H2S указывает, что в каждой из этих молекул содержится два атома водорода.
H2S состоит из	2 атомов водорода и
1 атома серы
Итого в ней содержится 3 атома
Н2О состоит из	2 атомов водорода и
1 атома кислорода
Итого в ней содержится ... атома Продолжайте чтение с рубрики 29.
16.	Cl-
Что называется ионом? Запишите полный ответ и переходите к рубрике 9.
17.	Совершенно верно. Молекула, имеющая формулу Н3РО4, состоит из 8 атомов, а именно из 3 атомов водорода, 1 атома фосфора и 4 атомов кислорода.
Теоретические основы (II)
Индекс, стоящий справа от символа какого-либо элемента в химической формуле, относится только к этому элементу.
Если же перед химической формулой записано какое-либо число, например 2FeS, это указывает, что в наличии имеется соответствующее число данных молекул. В рассматриваемом случае число 2 означает, что в наличии имеются две молекулы FeS.
Сколько атомов содержится в ЗН3РО4?
•	и	атомов	—»	40
•	14	атомов	—>	8
•	24	атома	—>	30
18.	Правильное уравнение имеет вид
2Na + Cl2 2NaCl
Если вы не забыли, что молекула хлора двухатомна, то вы, несомненно, записали это уравнение правильно. При записи уравнений не забывайте, что определенные элементы всегда находятся в двухатомной форме. Укажите названия и символы этих элементов:
Бром Вг2
Проверьте ответ в рубрике 26.
19.	Совершенно верно. Хлорид натрия (NaCl) состоит из ионов. Химическая связь в нем образуется благодаря силе притяжения между противоположно заряженными ионами (Na+ и С1“). Такой тип связи в общем случае классифицируется как ионная связь.
В молекуле водорода химическая связь возникает в результате образования электронной пары, локализованной посередине между двумя атомами водорода, и притяжения ее к ядрам обоих атомов. Эта электронная пара в действительности принадлежит электронным облакам каждого из двух атомов водорода. Подобный тип связи в общем случае классифицируется как ковалентная (атомная) связь.
Таким образом, мы будем теперь проводить различие между двумя типами химической связи, подразделяя ее на
1) ионную связь и
2) ковалентную (атомную) связь.
Какой тип связи осуществляется в молекуле хлора (О—С1)?
•	Ионная связь	-»	66
•	Ковалентная связь	->	31
•	Не знаю	-»	71
20.	Суть ваших ответов должна быть такова:
1.	Элемент -это совокупность атомов одного вида.
2.	Простое вещество -это вещество, которое не поддается разложению химическими методами. Оно состоит из атомов одного элемента.
94
Программа 7
3.	Если два или несколько веществ соединяются друг с другом, образуя новое вещество с новыми свойствами, то это новое вещество представляет собой химическое соединение.
4.	Атом представляет собой мельчайшую частицу химического элемента, способную существовать самостоятельно.
Познакомимся теперь с новым понятием:
Наименьшая частица простого вещества или соединения, способная существовать самостоятельно, называется молекула.
Из чего состоит молекула? Напомним, что
Соединения образуются в химической реакции в результате взаимодействия элементов. Следовательно, молекулы (мельчайшие частицы соединения) образуются в результате взаимодействия ..., мельчайших частиц элементов.
И наоборот, соединения могут быть разложены на элементы посредством химической реакции. При этом молекулы соединения расщепляются на ....
Вставьте в эти предложения пропущенные слова и проверьте их правильность в рубрике 2.
21.	Совершенно верно. Фосфор представляет собой элемент, следовательно, мельчайшая частица фосфора, способная существовать самостоятельно, является атомом (атом фосфора).
Оксид фосфора-это соединение, следовательно, мельчайшая частица оксида фосфора, способная существовать самостоятельно, является молекулой (молекула оксида фосфора).
Что представляет собой мельчайшая частица воды, способная существовать самостоятельно ?
•	Атом	-»	5
•	Молекула	-+	12
22.	Совершенно верно. Атом натрия внес в образование связи один электрон, который совместно с одним электроном атома хлора образует электронную пару, локализованную на атоме хлора
Na:Cl
В результате этого в электронном облаке атома натрия теперь недостает одного электрона и соответственно в электронном облаке атома хлора появляется один избыточный электрон.
Но ведь мы знаем, что электроны несут на себе электрический заряд.
Какой электрический заряд приобретает атом хлора после присоединения электрона?
•	Он	оказывается	заряженным отрицательно	-»	32
•	Он оказывается заряженным положительно	4
•	Он	оказывается	электрически нейтральным	->	74
•	Не	знаю	->	63
23.	Нет, протоны и нейтроны-это частицы, образующие ядро атома. В окружающем ядро облаке содержатся ....
Переходите к рубрике 69.
Теоретические основы (П)
95
24.	Совершенно верно. Атом натрия, отдавший один электрон, становится положительно заряженным. Поскольку число протонов в ядре этого атома теперь на единицу превышает число электронов, атом натрия в целом несет один положительный заряд.
Электрически заряженные атомы (или группы атомов) называются ионы. Ионы бывают положительно или отрицательно заряженными.
Положительный заряд указывают знаком плюс справа сверху у символа атома, а отрицательный заряд-знаком минус справа вверху у символа атома.
Таким образом, ион натрия можно записать как Na+.
Запишите теперь ион хлора.
Проверьте ответ в рубрике 16.
25.	Неправильно. Мы уже разъяснили, что ионы образуются, когда связывающая электронная пара локализуется на одном из двух связанных между собой атомов. Но такая ситуация не возникает в молекуле водорода.
Проработайте еще раз материал, начинающийся с рубрики 49.
26.	Ответ на вопрос, поставленный в рубрике 18:
Хлор: С12. Кислород: О2. Азот: N2. Водород: Н2. Иод: 12. Фтор: F2.
Какие коэффициенты пропущены в следующем уравнении?
Н2 + N2 -> NH3
Проверьте ответ в рубрике 35.
27.	Правильное уравнение должно иметь вид
2Н2 + О2 -> 2Н2О
Завершите теперь следующее уравнение, т.е. впишите в него недостающее исходное вещество и пропущенные коэффициенты:
Na + ... -> NaCl
Проверьте ответ в рубрике 18.
28.	Совершенно правильно. Теперь мы укажем, как можно описывать химические процессы при помощи уравнений.
Если мы хотим записать реакцию серы с железом, в результате которой образуется сульфид железа, то следует воспользоваться для этого символами соответствующих элементов. В данном случае можно записать
Fe + S -> FeS
То, что мы записали, представляет собой уравнение. Такая форма записи называется уравнением, потому что до и после стрелки (иначе, слева и справа от стрелки) находится обязательно одинаковое число атомов (одного типа).
Fe здесь означает не просто железо, а именно 1 атом железа.
S означает именно 1 атом серы.
FeS означает именно 1 молекулу сульфида железа.
Поскольку молекула FeS состоит из двух атомов, то в каждой части уравнения-левой и правой-должно содержаться по два атома. Разумеется, эти
96
Программа 7
два атома в правой части уравнения должны образовывать одну молекулу.
Fe + S -> FeS
1 атом	1 атом	1 молекула сульфида железа (состоящая
железа	серы	из одного атома железа и одного
атома серы)
Вместо стрелки (->) в химических уравнениях часто пользуются знаком равенства (=), поэтому можно записать
Fe + S = FeS
А теперь вставьте пропущенные слова в следующее предложение:
При составлении химических уравнений следует записывать слева и ... от стрелки (или знака равенства) одинаковое число ....
Проверьте ответ в рубрике 14.
29.	Совершенно верно. Молекула Н2О состоит из трех атомов. Индекс
2 справа от водорода в этой формуле указывает, что в молекулу воды входят два атома водорода.
Сколько.атомов содержится в молекуле Н3РО4?
•	8 атомов	->	17
•	3 атома	->	48
•	Не знаю	-»	39
30.	Совершенно верно. Суммарное число атомов, имеющихся в наличии, равно 24.
Если перед символом какого-либо элемента стоит число (например, 2Fe), то оно указывает, сколько атомов данного элемента имеется в наличии.
В рассматриваемом примере число 2 указывает, что в наличии имеются два атома железа.
Так, 8S означает восемь атомов серы, 5Р означает пять атомов фосфора и т.д.
Однако в формулах соединений индекс справа от символа какого-либо элемента указывает число атомов этого типа в молекуле. Пример такой формулы, Н3РО4, мы уже приводили ранее.
Запишите теперь, пользуясь надлежащими символами и числами, следующие словесные выражения:
Четыре атома натрия
Один атом железа
Формула воды
Формула сульфида железа
Формула серной кислоты
(Молекула серной кислоты состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода.)
Переходите к рубрике 38.
31.	Совершенно верно. В молекуле хлора осуществляется ковалентная связь.
Ковалентная связь всегда возникает в тех случаях, когда связывающая электронная пара локализована посередине между двумя связанными друг с другом атомами. [В данном случае и не может возникнуть ионной связи. Здесь не образуется никаких ионов, потому что между собой связаны два атома, а не иона. Это и объясняет название ковалентная (атомная) связь.]
Теоретические основы (II)	97
Необходимо проводить четкое различие между ионами и атомами. В чем заключается принципиальное различие между ионом и атомом?
Дайте в письменной форме ответ на этот вопрос и проверьте его в рубрике 42.
32.	Правильно. Атом хлора, присоединивший электрон, становится отрицательно заряженным.
Число его электронов при этом превышает число протонов на единицу.
Другими словами это можно сказать так:
Число отрицательных зарядов в атоме хлора больше числа положительных зарядов на единицу.
Следовательно, после присоединения одного электрона атом хлора в целом несет один отрицательный заряд.
А каким оказывается заряд атома натрия, после того как он отдает один
из своих электронов?			
•	Он оказывается заряженным отрицательно	—>	57
	Он оказывается заряженным положительно	—>	24
•	Он оказывается электрически нейтральным	—>	73
•	Не знаю	—>	45
33.	Фосфор представляет собой элемент, а оксид фосфора -соединение. Поэтому ваш ответ не может быть правильным.
Повторите еще раз рубрику 20 и повнимательнее разберитесь в том, как называются мельчайшие частицы элементов и мельчайшие частицы соединений.
34.	1. В молекуле водорода электронная пара локализована посередине между двумя атомами водорода.
2.	В молекуле хлорида натрия электронная пара локализована на атоме хлора.
Таким образом, можно сказать, что в молекуле хлорида натрия электронная пара принадлежит атому хлора.
Откуда берется эта электронная пара?		
•	Ее образуют два электрона атома натрия	67
•	Ее образуют два электрона атома хлора	-> 58
•	Ее образуют один из электронов атома натрия и один из электронов атома хлора	-» 22
35.	Правильно записанное уравнение имеет вид
ЗН2 + N2 -> 2NH3
Трудность подбора коэффициентов в этом уравнении связана с тем, что в его правой части содержится три атома водорода, т.е. нечетное число атомов. В левой же части уравнения должно содержаться обязательно четное число атомов водорода: 2 атома в Н2, что после удвоения дает 4 атома (2Н2), а после утроения-6 атомов (ЗН2). Удвоение правой части уравнения (2NH3) также приводит к четному числу атомов водорода, равному 6.
Завершите следующее уравнение:
С + ... -> СО
7-1073
98
Программа 7
Проверьте ответ в рубрике 43.
36.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 13.
37, 4Р + 5О2	2Р2О5
В следующем уравнении тоже пропущены два коэффициента:
Н2 + О2 —► Н2О
Помня о том, что кислород-двухатомный элемент, мы обязаны начать в левой части уравнения с двух атомов кислорода (записанных в форме О2). Запишите теперь приведенное уравнение в правильной форме и проверьте затем его в рубрике 27.
38. Проверьте ответы:
Четыре атома натрия	4Na
Один атом железа	Fe (без 1)
Формула воды	Н2О
Формула сульфида	железа	FeS
Формула серной кислоты	H2SO4
В случае газообразных неметаллов (при нормальных условиях), а также фтора (F), хлора (О), брома (Вг) и иода (I) необходимо принимать во внимание следующее обстоятельство:
Все эти неметаллы (за исключением благородных газов) обычно существуют в форме молекул, состоящих из двух атомов.
Следовательно, их нужно записывать таким образом:
Н2, N2, О2, F2, С12, Вг2 и 12
поскольку эти неметаллы являются двухатомными.
Таким образом, мы сталкиваемся здесь с молекулами, образованными не комбинациями атомов двух или нескольких Элементов, а комбинациями атомов лишь одного элемента.
Укажите теперь, какие из следующих простых веществ существуют в форме двухатомных молекул, и запишите для каждого из них соответствующий символ:
Калий, кислород, водород, железо, медь, натрий, бром, магний, хлор, азот, фосфор, сера.
В форме двухатомных молекул существуют простые вещества: О2, ....
Проверьте ответ в рубрике 47.
39.	Н3РО4 состоит из трех различных элементов - водорода, фосфора и кислорода.
Индекс 3 справа от Н указывает, что в каждой молекуле этого соединения присутствуют три атома Н.
Кроме того, каждая молекула соединения Н3РО4 содержит 1 атом Р и
4 атома О.
Вернитесь к рубрике 29.
40.	Нет, число 3 перед формулой Н3РО4 указывает, что в наличии имеются три молекулы Н3РО4.
Теоретические основы (П)
99
Суммирование атомов всех типов дает
3 • 3 атомов Н = 9 атомов Н
3 • 1 атомов Р = 3 атома Р
3 • 4 атомов 0=12 атомов О
Итого:	24 атома
Сколько атомов содержится в 4Н2РО3?
Проверьте ответ в рубрике 30.
41.	Фосфор представляет собой элемент, а оксид фосфора-соединение. Поэтому ваш ответ не может быть правильным.
Повторите еще раз рубрику 20 и повнимательнее разберитесь в том, как называются мельчайшие частицы элементов и мельчайшие частицы соединений.
42.	Ионы несут на себе электрический заряд.
Атомы-электрически нейтральные частицы. Электрические заряды каких типов обнаруживаются на ионах и как они обозначаются?
Дайте на этот вопрос ответ в письменной форме и переходите к рубрике 54.
43.	Правильное уравнение записывается так:
2С + О2 - 2СО
В этом случае тоже приходится удвоить правую часть исходного уравнения, чтобы получить четное число атомов кислорода.
Обратим теперь внимание на то, что в определенных соединениях содержится по одному атому какого-либо элемента, а в другие соединения может входить несколько атомов того же элемента. Например, в хлороводороде только один атом водорода (НС1), а в воде-два (Н2О).
Дело в том, что каждый элемент имеет определенную валентность. Валентность элемента указывает число связей, которые атом этого элемента может образовывать с атомами других элементов.
Водород-одновалентный элемент, потому что он может образовывать только одну связь.
Кислород-двухвалентный элемент, потому что он может образовывать две связи.
Если символически обозначать связь между двумя атомами при помощи черточки (валентного штриха), то молекулу воды можно представить таким образом:
Н—О --Н
Подсчитывая число черточек (валентных штрихов), символизирующих связи, определите, какие элементы являются одновалентными, какие-двухвалентными и какие-трехвалентными в следующих формулах:
Н
I
Н—S—Н, Н—Cl, Fe=S, Н—N—Н, Fe=O
Одновалентными элементами являются: ...
Двухвалентными элементами являются: ...
7*
100
Программа 7
Трехвалентными элементами являются: ...
Проверьте ответ, в рубрике 53.
44.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 13.
45.	Не следует забывать, что электрически нейтральный атом натрия отдает один электрон (с которым он теряет один отрицательный заряд).
После того как атом натрия отдает один электрон, число протонов в ядре этого атома становится на единицу больше числа оставшихся электронов.
Следовательно, атом натрия, отдавший один электрон, становится
... заряженным.
Переходите к рубрике 24.
46.	Н2 + Cl2 -> 2НС1
Несомненно, вы сообразили, что перед формулой НО следует поставить число 2. Такие числа, помещаемые перед символами атомов или соединений в химических уравнениях, называются коэффициенты. В данном случае перед формулой НО понадобился коэффициент 2.
В следующем уравнении пропущены два коэффициента:
Р + О2 - 2Р2О5
Запишите это уравнение в полной форме и проверьте ответ в рубрике 37.
47.	В форме двухатомных молекул существуют простые вещества: О2, Н2, Вг2, Cl2, N2.
Поскольку эти неметаллы существуют в форме двухатомных молекул, то в уравнения химических реакций всегда входит четное число их атомов: 2, 4, 6 и т.д. При этом
2	атома кислорода записываются как О2
4	атома кислорода записываются как 2О2
6	атомов кислорода записываются как ЗО2
Однако в соединениях может присутствовать любое число атомов этих элементов, например:
Н2О, SO2, SO3, H2SO4, Р2О5
(В этих примерах следует обратить внимание главным образом на кислород.)
А теперь запишите каждое из следующих химических выражений при помощи символов соответствующих элементов:
2	атома кислорода, 8 атомов азота, 4 атома хлора, 12 атомов брома.
Проверьте свои записи в рубрике 56.
48.	Неправильно. Очевидно, соединение Н3РО4 состоит из трех различных элементов (водорода, фосфора и кислорода). В молекулу рассматриваемого соединения входит более чем по одному атому водорода и кислорода. Индексы 3 и 4 указывают число атомов соответственно водорода и кислорода в молекуле этого соединения.
Вернитесь к рубрике 29.
Теоретические основы (II)
101
49.	электронную пару
Мы будем и в дальнейшем записывать структурные формулы, в которых черточка символизирует связь между двумя атомами. Но смысл этой черточки в том, что она представляет электронную пару, ответственную за образование связи.
Во многих случаях электронная пара локализована (более или менее) посередине между двумя связанными друг с другом атомами. Примерами таких молекул могут служить
Н—Н	С1—С1
В других случаях электронная пара смещена (в большей или меньшей мере) к одному из двух атомов, связанных друг с другом. Это особенно очевидно в молекуле хлорида натрия (NaCl), которую можно условно записать как
Na—О или, иначе, Na:Cl
А теперь запишите ответы на следующие вопросы:
1.	Где локализована электронная пара в молекуле водорода?
2.	Где локализована электронная пара в молекуле хлорида натрия?
Проверьте ответы в рубрике 34.
50.	Нет, протоны и нейтроны-это частицы, образующие ядро атома. В окружающем ядро облаке содержатся ....
Переходите к рубрике 69.
51.	Нет. Чтобы правильно определить валентность азота в рассматриваемом соединении, вам следовало всего лишь подсчитать число черточек вокруг атома азота в структурной формуле
Н—у—Н Н
Пройдите повторно материал начиная с рубрики 43.
52.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 13.
53.	Одновалентными элементами являются водород и хлор. Двухвалентными элементами являются железо, кислород и сера. Трехвалентным элементом является азот. Поскольку хлор является одновалентным элементом, он может образовывать одну связь
Н—С1
Это объясняет, почему в молекулу воды входят два атома водорода, а в молекулу хлороводорода только один атом водорода. Причина заключается просто в различных валентностях кислорода и хлора:
Н—О—Н	Н—С1
Подобные формулы позволяют получить некоторое представление
102
Программа 7
о строении молекул. Именно по этой причине формулы такого типа называют структурные формулы.
В структурной формуле молекулы воды атом ... изображен в центре молекулы, а слева и справа от него изображены атомы ....
Вставьте в это предложение недостающие слова и проверьте ответ
в рубрике 62.
54.	Ионы могут обладать положительными (+ ) или отрицательными (— ) зарядами.
С какими типами химической связи вы теперь знакомы?
Дайте ответ в письменной форме и переходите к рубрике 64.
55.	Да, уравнение
2Н2О -> 2Н2 + О2
составлено правильно. В его левой и правой частях содержатся по четыре атома Н и по два атома О. (Кстати, это уравнение описывает образование водорода и кислорода при электролизе воды.)
В приведенном ниже уравнении (описывающем реакцию водорода с хлором, при которой образуется хлороводород) перед формулой НО пропущен коэффициент, т.е. это уравнение в той форме, как оно записано, неправильно.
Н2 + О2 -> НО
Запишите правильный вариант этого уравнения и проверьте ответ в рубрике 46.
56.	Проверьте свои записи:
О2, 4N2, 2С12, 6Вг2
Все остальные элементы (за исключением инертных газов) обычно существуют в форме больших группировок (кластеров) атомов. Поскольку точный размер этих группировок обычно неизвестен, такие элементы рассматриваются при записи химических уравнений как одноатомные. Следовательно, они могут входить в уравнения реакций как с четным, так и с нечетным числом атомов, например Fe, 2Fe, 3Fe, 4Fe и т.д.
Теперь запишите каждое из следующих химических выражений при помощи символов соответствующих элементов:
4 атома железа, 6 атомов хлора, 5 атомов фосфора, 2 атома брома, 1 атом серы, 3 атома натрия, 4 атома азота, 8 атомов водорода.
Проверьте свои записи в рубрике 65.
57.	Нет. Не следует забывать, что электрически нейтральный атом натрия отдает один электрон (с которым он теряет один отрицательный заряд).
После того как атом натрия отдает один электрон, число протонов в ядре этого атома становится на единицу больше числа оставшихся электронов.
Следовательно, атом натрия, отдавший один электрон, становится
... заряженным.
Переходите к рубрике 24.
Теоретические основы (II)
103
58.	Нет, эта электронная пара образуется из одного электрона атома натрия и одного электрона атома хлора.
Проработайте еще раз материал программы начиная с рубрики 77.
59.	И’ + .Н -► Н:Н
Образуя эту электронную пару, два атома водорода становятся связанными друг с другом в молекулу водорода. Следовательно, химическая связь возникает в результате образования электронной пары.
Раньше мы условно обозначали связь между двумя атомами посредством черточки (валентного штриха), как, например, в структурных формулах
Н—О—Н	Н—С1	Н—н
Теперь мы знаем, что означает валентный штрих. Валентный штрих означает ...., ответственную за образование химической связи.
Запишите эту фразу, вставив в нее пропущенные слова, и проверьте ответ в рубрике 49.
60.	Совершенно верно. Азот N в соединении NH3 трехвалентен.
Валентность элемента указывает число связей, которые его атом способен образовывать с атомами других элементов.
Что же ответственно за образование связей между атомами?
Чтобы сделать последующие объяснения более понятными, вернемся сначала к проведенному выше обсуждению строения атомов.
Напомним, что атомы состоят из ядра, которое окружено электронным облаком.
Как называются частицы, образующие это облако?
•	Протоны	->	50
•	Электроны	-»	69
•	Нейтроны	->	23
61.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 13.
62.	В структурной формуле молекулы воды (Н—О—Н) атом кислорода изображен в центре, а слева и справа от него изображены атомы водорода.
Помимо структурной формулы для каждого соединения можно записать еще эмпирическую формулу. Например, вода имеет эмпирическую формулу Н2О.
Эта формула не дает никаких сведений о строении молекулы; она лишь указывает число атомов каждого элемента в молекуле, т. е. ее состав.
В подобных формулах не указываются валентные штрихи, символизирующие связи.
Спишите приведенные ниже формулы и укажите, какие из них являются структурными, а какие эмпирическими:
Н—Cl, NH3, Н—N—Н, НС1, Н3РО4, Fe=O, Fe=S, FeS, H2SO4, Na2O, NaCl.
H
Проверьте ответ в рубрике 70.
104
Программа 7
63.	Не следует забывать, что электрически нейтральный атом хлора присоединяет один электрон, который несет отрицательный заряд. Число протонов в ядре атома хлора теперь уже не совпадает с числом электронов в его электронной оболочке. Число электронов на единицу превышает число протонов.
Следовательно, атом хлора, присоединивший один электрон, несет ... заряд.
Переходите к рубрике 32.
7
64.	ионная связь ковалентная связь Укажите теперь по одному примеру соединения, имеющего ионную связь, и соединения, имеющего ковалентную связь.
Переходите к рубрике 76.
65.	4Fe, ЗС12, 5Р, Br2, S, 3Na, 2N2, 4Н2
Все ли ваши записи оказались правильными? Если да, значит, вы поработали хорошо. Если же нет, то в ваших собственных интересах повторно пройти материал начиная с рубрики 30.
Вернемся теперь к химическим уравнениям. Мы уже знаем, что в правой и в левой частях уравнения должно содержаться одинаковое число атомов каждого типа.
Выполнено ли это требование в следующем уравнении; другими словами, правильно ли это уравнение в той форме, как оно записано?
2Н2О -+ 2Н2 + О2
•	Да	->	55
•	Нет	->	75
66.	Неправильно. Вы не приняли во внимание структурную формулу молекулы хлора
С1—С1
Связывающая электронная пара в этой молекуле локализована посередине между двумя атомами хлора.
Следовательно, в молекуле хлора осуществляется ... связь.
Переходите к рубрике 31.
67.	Нет, эта электронная пара образуется из одного электрона атома натрия и одного электрона атома хлора.
Проработайте еще раз материал программы начиная с рубрики 77.
68.	Две точки между двумя атомами водорода в молекуле водорода означают электронную пару.
Два атома водорода, образующие молекулу водорода, вносят в нее по одному электрону.
Спишите приведенное ниже уравнение и вставьте в него точки,
Теоретические основы
105
изображающие электроны и электронную пару: Н + Н -» НН
Переходите к рубрике 59.
69.	Да, в окружающем ядро облаке содержатся электроны.
Именно по этой причине говорят, что вокруг атомного ядра существует электронное облако. В электронном облаке атома водорода содержится всего один электрон. Этот электрон можно условно обозначать точкой, помещаемой вслед за символом атома водорода:
н-
Что означает точка вслед за символом атома водорода?
Дайте на этот вопрос письменный ответ и проверьте его в рубрике 77.
70.	Проверьте ответ:
Структурные формулы: Н—Cl, Н—N—Н, Fe=O, Fe=S I Н
Эмпирические формулы: NH3, НС1, Н3РО4, FeS, H2SO4, Na2O, NaCl.
NH3-эмпирическая формула соединения, с которым мы еще не познакомились. Однако вы уже располагаете достаточными знаниями, чтобы установить валентность азота в этом соединении просто на основании рассмотрения приведенной выше его структурной формулы.
Какова же валентность азота в соединении NH3? Азот в нем
•	Одновалентен	-» 78
•	Двухвалентен	51
•	Трехвалентен	-> 60
71.	Вы не приняли во внимание структурную формулу молекулы хлора С1—С1
Связывающая электронная пара локализована в этой молекуле посередине между двумя атомами хлора.
Следовательно, в молекуле хлора осуществляется ... связь.
Переходите к рубрике 31.
72.	Ваш ответ не вполне правилен. Хлорид натрия (NaCl) состоит из ионов.
Однако в молекуле водорода связывающая электронная пара локализована посередине между двумя атомами водорода.
Проработайте еще раз материал начиная с рубрики 49.
73.	Нет. Не следует забывать, что электрически нейтральный атом натрия отдает один электрон (с которым он теряет один отрицательный заряд).
После того как атом натрия отдает один электрон, число протонов в ядре этого атома становится на единицу больше числа оставшихся электронов.
Следовательно, атом натрия, отдавший один электрон, становится
... заряженным.
Переходите к рубрике 24.
106
Программа 7
74.	Нет. Не следует забывать, что электрически нейтральный атом хлора присоединяет один электрон, который несет отрицательный заряд. Число протонов в ядре атома теперь уже не совпадает с числом электронов в его электронной оболочке. Число электронов на единицу превышает число протонов.
Следовательно, атом хлора, присоединивший один электрон, несет ... заряд.
Переходите к рубрике 32.
75.	К сожалению, вы не учли то обстоятельство, что цифра 2 перед формулой Н2О относится ко всей молекуле Н2О, а это означает, что в левой части уравнения содержится два атома О.
2Н2О -> 2Н2 + О2
Полное число атомов каждого типа в каждой части уравнения таково: 4 атома Н и 4 атома Н
2 атома О и 2 атома О
Следовательно, рассматриваемое уравнение составлено правильно.
Продолжайте чтение с рубрики 55.
76.	Пример соединения с ионной связью: Na + Cl или NaCl. Примеры соединений с ковалентной связью: Н—Н, С1—С1.
Конец программы 7.
77.	Точка после символа атома водорода означает электрон, образующий электронное облако данного атома.
Если два атома водорода соединяются друг с другом, образуя молекулу -водорода:
н + н -> н2
то два электрона, принадлежавшие этим атомам, образуют электронную пару
И’ 4- ,Н -> Н:Н
Что означают две точки между двумя атомами водорода в правой части последнего уравнения?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 68.
78.	Нет. Чтобы правильно определить валентность азота в рассматриваемом соединении, вам следовало лишь подсчитать число черточек вокруг атома азота в структурной формуле
Н—N—Н
I
Н
Повторите еще раз материал начиная с рубрики 43.
Программа 8
Натрий и калий
1.	Данная программа посвящена подробному обсуждению металлов натрия Na и калия К и их важнейших соединений. Хорошо проработав эту программу, вы сможете описывать реакции этих двух металлов с водой и кислородом. Кроме того, вы научитесь составлять химические уравнения, описывающие получение натрия, калия, гидроксида натрия и гидроксида калия. Наконец, вы узнаете кое-что о распространенности этих металлов в природе и об их обнаружении.
Вы уже должны знать, что все химические элементы можно подразделить на металлы и неметаллы. В свою очередь все металлы можно подразделить еще на две категории:	,	,
тяжелые металлы и легкие металлы
Теперь вы сможете завершить следующие предложения:
Химические элементы можно подразделить на металлы и ....	,
Металлы можно подразделить на ...... и	.....
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 7.
2.	Хорошо, что вы не стали отвечать наугад. А теперь внимательно прочтите то, что сказано дальше: дело обстоит совсем не так просто!
Вы уже знаете, что существуют металлы и неметаллы. Их оксиды соответственно называются оксиды металлов и оксиды неметаллов.
Оксиды металлов при взаимодействии с водой образуют гидроксиды металлов. Водные растворы гидроксидов металлов называются щелочами. В отличие от этого оксиды неметаллов при взаимодействии с водой образуют кислоты.
Прочитайте еще раз рубрику 35.
3.	Нет. Вы недостаточно внимательны! Мы уже описывали следующие соединения натрия:
Хлорид натрия (поваренная соль, или каменная соль)	NaCl
Гидроксид натрия	NaOH
Карбонат натрия (сода)	Na2CO3
Нитрат натрия	NaNO3
Запишите теперь названия и химические формулы соответствующих соединений калия. Проверьте ответ в рубрике 39.
4.	Неправильно. Хлор действительно выделяется при электролизе водного раствора хлорида натрия, но кислород при этом не образуется.
Подумайте еще раз внимательно (над заданным в рубрике 49 вопросом, и тогда вы сможете дать на него правильный ответ.
5.	Нет. Вы недостаточно внимательно прочли текст рубрики 35.
Когда продукт реакции оксида металла с водой растворяется в воде, образуется щелочь.
108
Программа 8
Однако фосфор и сера относятся к неметаллам, и поэтому оксид фосфора и диоксид серы являются оксидами неметаллов. Когда оксид фосфора или диоксид серы реагирует с водой, образуется .... Этот продукт вызывает изменение синей окраски лакмусовой бумаги на красную.
Переходите к чтению рубрики 48.
6.	Нет. Вы недостаточно внимательны! Мы уже описывали следующие соединения натрия:
Хлорид натрия (поваренная соль, каменная соль)	NaCl
Гидроксид натрия	NaOH
Карбонат натрия (сода)	Na3CO3
Нитрат натрия	NaNO3
Запишите теперь названия и химические формулы соответствующих соединений калия. Проверьте ответ в рубрике 39.
7.	Химические элементы можно подразделить на металлы и неметаллы. Металлы можно подразделить на тяжелые металлы и легкие металлы.
Различие между легкими и тяжелыми металлами устанавливается путем сопоставления их плотности. Плотностью вещества называется отношение его массы, выраженной в граммах (г), к объему, выраженному в кубических сантиметрах (см3), иначе, масса вещества в одном кубическом сантиметре объема (размерность плотности г/см3).
Легкие металлы имеют плотность меньше 5 г/см3.
Тяжелые металлы имеют плотность больше 5 г/см3.
Приведем несколько примеров:
Металл	Плотность, г/см3	Металл	Плотность, г/см3
Алюминий	2,7	Медь	8,9
Свинец	п,з	Натрий	0,97
Железо	7,8	Платина	21,5
Золото	19,3	Серебро	10,5
Калий	0,86	Цинк	7,2
На основании этих	данных составьте	два отдельных	: списка-список легких
металлов и список тяжелых металлов.
Проверьте ответ в рубрике 15.
8.	Правильно! Натрий и калий являются чрезвычайно реакционноспособными элементами. Например, они очень быстро вступают в реакцию с кислородом.
Оба этих металла в образуемых ими соединениях всегда одновалентны.
Если учесть, что кислород (О) является двухвалентным элементом, то вам нетрудно будет записать химические формулы оксида натрия и оксида калия.
Попытайтесь записать эти формулы и проверьте ответ в рубрике 28
Если же это окажется для вас трудным, прочтите сначала рубрику 36.
9. Нет. Вы недостаточно внимательны! Мы уже описывали следующие соединения натрия:
Хлорид натрия (поваренная, или каменная, соль) NaCl
Гидроксид натрия	NaOH
Натрий и калий
109
Карбонат натрия (сода)	Na2CO3
Нитрат натрия	NaNO3
Запишите теперь названия и химические формулы соответствующих соединений калия. Проверьте ответ в рубрике 39.
10.	Неправильно. Вам следует более внимательно просмотреть перечень важнейших соединений натрия и калия, приведенный в рубрике 42.
11.	Уравнение образования оксида калия должно иметь вид
4К + О2 -> 2К2О
Натрий и калий всегда хранят под слоем керосина.
Как вы думаете, для чего это делают? Дайте ответ в письменной форме, а затем переходите к рубрике 25.
12.	NaCl, Na2CO3, NaNO3, К2СО3, KNO3, NaOH, KOH
Какую простейшую аналитическую проверку можно выполнить, чтобы определить, содержится ли в рассматриваемом соединении натрий или калий?
Если натрий или его соединение внести в бесцветное пламя бунзеновской горелки, пламя немедленно приобретает интенсивную желтую окраску. При внесении в пламя горелки калия или его соединений пламя приобретает фиолетовую окраску.
Такое специфическое окрашивание пламени можно использовать для опознавания соединений натрия и калия. Это окрашивание особенно интенсивно для натрия и его соединений. Даже небольшие следы соединений натрия вызывают появление желтой окраски пламени.
Теперь завершите следующие предложения:
Сода должна окрашивать пламя бунзеновской горелки в ... цвет.
Поташ должен окрашивать пламя бунзеновской горелки в ... цвет.
Поваренная соль должна окрашивать пламя бунзеновской горелки в ... цвет.
Проверьте ответы в рубрике 44.
13.	Правильно составленное уравнение реакции оксида натрия с водой должно иметь вид
К2О + Н2О -» 2КОН '
В этой реакции происходит образование гидроксида калия.
Гидроксид калия и гидроксид натрия растворимы в воде. Водный раствор гидроксида натрия иногда называют едкий натр, а водный раствор гидроксида калия -едкое кали.
Ранее мы уже описывали использование лакмуса в качестве индикатора. Синяя окраска красителя лакмуса изменяется на красную при добавлении в воду раствора кислоты.
Как изменится окраска полоски бумаги, пропитанной красителем лакмусом, при опускании этой полоски в водный раствор гидроксида натрия или гидроксида калия?
Красная окраска лакмусовой бумаги должна измениться на ....
Проверьте ответ в рубрике 23.
по
Программа 8
14.	Натрий и калий хранят под слоем керосина.
Гидроксид натрия образуется также, когда оксид натрия приходит в соприкосновение с водой.
Оксид натрия + Вода -> Гидроксид натрия
Запишите уравнение этой реакции и проверьте ответ в рубрике 26.
15.	Легкие металлы: алюминий, натрий, калий.
Тяжелые металлы: свинец, железо, золото, медь, платина, серебро, цинк.
Следовательно, металлы, обсуждаемые в данной программе,-натрий и калий-относятся к легким металлам.
Дайте краткое письменное объяснение того, почему натрий Na и калий К относятся к легким металлам.
Проверьте ответ в рубрике 22.
16.	Неправильно. Вам следует более внимательно просмотреть перечень важнейших соединений натрия и калия, приведенный в рубрике. 42.
17.	Неправильно. Водород действительно выделяется при электролизе водного раствора хлорида натрия, но натрий при этом не образуется.
Видимо, вы невнимательны. Как мог бы чрезвычайно реакционноспособный натрий существовать в воде?
Подумайте еще раз внимательно над заданным в рубрике 49 вопросом, и тогда вы сможете дать на него правильный ответ.
18.	Неправильно. Вам следует более внимательно просмотреть перечень важнейших соединений натрия и калия, приведенный в рубрике 42.
19.	4Na + О2 -> 2Na2O
Теперь составьте уравнение образования оксида калия (калий имеет символ К). Проверьте записанное вами уравнение в рубрике 11.
20.	Неправильно. Мы уже рассказывали, что свежеобразованная поверхность этих металлов в присутствии воздуха через несколько секунд покрывается тонкой пленкой оксида. Следовательно, натрий и калий немедленно вступают в реакцию с кислородом воздуха.
Если же свежеобразованная поверхность какого-либо металла сохраняется на воздухе блестящей долгое время, то это означает, что она не изменяется, другими словами, не реагирует с кислородом воздуха. Примером подобного металла является золото.
Элемент, легко вступающий в реакции с другими элементами, называется реакционноспособный.
Элемент, который не вступает в реакции (или реагирует слишком медленно) с другими элементами, называется нереакционноспособный, или' инертный. Натрий и калий являются ... элементами.
Завершите это предложение и продолжайте чтение с рубрики 8.
Натрий и калий
til
21.	Na2CO3-3TO карбонат натрия.
KNOj-это нитрат калия.
В повседневной жизни вы, несомненно, имели дело с поваренной солью, содой и поташем.
Каковы химические названия этих трех веществ?
•	Гидроксид натрия, карбонат натрия, нитрат калия	-»	3
•	Хлорид натрия, карбонат натрия, нитрат калия	->	6
•	Оксид натрия, оксид калия, хлорид кадия	->	9
•	Хлорид натрия, карбонат натрия, карбонат калия	->	38
22.	Натрий и калий относятся к легким металлам, потому что их плотность меньше 5 г/см3.
Оба этих металла очень мягкие (как- воск), и их можно резать ножом. При этом обнаруживается, что свежая после разреза поверхность имеет серебристо-белый металлический блеск. Однако на воздухе этот блеск сохраняется лишь несколько секунд, после чего открытая поверхность металла тускнеет и становится голубовато-серой. Появление такой окраски вызывается образованием на поверхности металла тонкой пленки оксида. Кислород, необходимый для образования этой пленки, поступает непосредственно из воздуха.
Подобно тому как свежеразрезанный натрий немедленно покрывается пленкой оксида натрия, свежеразрезанный калий покрывается пленкой ...
Переходите к рубрике 30.
23.	Красная окраска лакмусовой бумаги изменяется на синюю.
Водные растворы гидроксида натрия и гидроксида калия являются щелочными. В щелочных раствЬрах красная окраска индикатора лакмуса переходит в синюю.
Ранее мы описали два разных способа получения гидроксида натрия (аналогичные способы могут использоваться для получения гидроксида калия), а именно:
1.	Реакция натрия с водой.
2.	Реакция оксида натрия с водой.
Запишите уравнения реакций 1 и 2. Очень важно научиться уверенно и безошибочно записывать уравнения обсуждаемых реакций!
При составлении этих уравнений воспользуйтесь методикой поэтапного рассуждения, описанной в рубрике 24. Лучше сначала внимательно прочесть рубрику 24 и лишь после этого приступить к составлению уравнений реакций 1 и 2. Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 35. * 1 2
24. Познакомьтесь с процедурой составления химических уравнений.
1. Вначале записывают словесное описание обсуждаемого процесса, например:
Натрий + Хлор Хлорид натрия
(Когда вы приобретете некоторый опыт в составлении уравнений, вы сможете обходиться без этой стадии.)
2. Затем химические названия элементов и соединений заменяют
112
Программа 8
соответствующими символами и формулами: Na + Cl - NaCl
3.	Не забывайте об элементах, молекулы которых двухатомны!
Na + С12 NaCl
4.	Проверьте, совпадает ли число атомов каждого элемента, входящего в уравнение, в левой и правой частях уравнения.
В нашем примере нет совпадения числа атомов хлора, поскольку в левой части уравнения записаны два атома хлора, а в правой части только
один атом хлора.
5.	Если на стадии 4 нет совпадения числа атомов одного или нескольких элементов в левой и правой частях уравнения, то необходимо ввести в него соответствующие коэффициенты.
В нашем примере приходится ввести в правую часть уравнения коэффициент 2, после чего оно приобретает вид
Na + С12 - 2NaCl
Теперь в левой и правой частях уравнения число атомов хлора одинаково. Однако нарушилось равенство числа атомов натрия в левой и правой частях уравнения. Поэтому нужно ввести еще один коэффициент, уравнивающий число атомов натрия:
2Na + С12 -> 2NaCl
Полученная запись является окончательным и правильным вариантом уравнения обсуждаемой реакции. Вернитесь к рубрике 23.
25.	Поскольку натрий и калий чрезвычайно чувствительны к кислороду, их приходится хранить под слоем керосина. Это предотвращает соприкосновение натрия или калия с кислородом воздуха.
Попытайтесь теперь записать уравнения реакций натрия и калия
с кислородом. Проверьте свои записи в рубрике 34.
26.	Правильно составленное уравнение реакции оксида натрия с водой должно иметь вид
Na2O + Н2О -> 2NaOH
Теперь запишите уравнение реакции оксида калия с водой и проверьте ответ в рубрике 13.
27.	Каменная соль-это хлорид натрия NaCl
Натриевая селитра-это'нитрат натрия NaNO3
Калиевая селитра-это нитрат калия KNO3
Укажите химические названия поваренной соли, соды и поташа. Ответ проверьте в рубрике 38.
28.	Оксид натрия	Na2O
Оксид калия	К2О
(Если запись этих формул далась вам с трудом, прочтите рубрику 36, чтобы лучше понять, как это делается.)
Натрий и калий
113
N2O образуется при реакции натрия с кислородом. Запишем уравнение этой реакции
Натрий + Кислород -> Оксид натрия
Исходные вещества записываются в левой части уравнения:
Na + О2 -»	(молекула кислорода двухатомна!)
Конечный продукт (оксид натрия) должен быть записан в правой части уравнения:
Na + О2 -> Na2O
Однако записанное таким образом уравнение еще не завершено. В любом правильно составленном уравнении число атомов каждого элемента должно быть одинаковым в левой и правой частях уравнения.
В приведенной выше записи уравнения дело обстоит так:
В левой части уравнения указан 1 атом Na, а в правой части 2 атома Na.
В левой части уравнения имеется 2 атома О, а в правой части 1 атом О.
Совершенно очевидно, что в записанном таким образом уравнении недостает соответствующих коэффициентов!
Попытайтесь найти эти коэффициенты самостоятельно, а затем проверьте ответ в рубрике 19.
29.	Процесс получения натрия называется электролиз расплава.
Калий получают электролизом расплавленного КОН.
А теперь подведем итог тому, что было изложено в данной программе.
Натрий и калий химически очень активны. Натрий реагирует с водой с образованием гидроксида натрия и водорода:
2Na + 2Н2О -> 2NaOH + Н2
Калий реагирует с водой с образованием гидроксида калия и водорода; его реакция с водой протекает гораздо энергичнее, чем реакция натрия с водой. Оба этих металла приходится хранить под слоем керосина из-за их большой чувствительности к кислороду и парам воды.
Ни один из этих элементов не обнаруживается в природе в несвязанном состоянии.
Натрий и калий относятся к легким металлам.
Их получают при помощи электролиза расплавленного хлорида натрия или хлорида калия (электролиз расплава):
2NaCl -> 2Na + Cl2
Гидроксиды натрия и калия могут быть получены из хлоридов натрия и калия соответственно при помощи электролиза их водных растворов:
2NaCl + 2Н2О -> 2NaOH + С12 + Н2
Гидроксиды натрия и калия представляют собой очень едкие твердые вещества. Даже их водные растворы очень едкие.
Будьте предельно осторожны при работе с этими соединениями!
Будьте очень осторожны также при работе с металлическим натрием, учитывая его высокую чувствительность к воде! Никогда не прикасайтесь к натрию пальцами!
Важнейшими соединениями натрия и калия являются:
Хлорид натрия (поваренная, или каменная, соль), карбонат натрия (сода), нитрат натрия (натриевая селитра), карбонат калия (поташ), нитрат калия
8-1073
114
Программа 8
(калиевая селитра), гидроксид натрия (едкий натр) и гидроксид калия (едкое кали).
Запишите химические формулы этих соединений. Проверьте ответ
в рубрике 12.
8
30.	Подобно тому как свежеразрезанный натрий немедленно покрывается пленкой оксида натрия, свежеразрезанный калий покрывается пленкой оксида калия.
Эти процессы, происходящие на свежеобразованных поверхностях натрия или калия, показывают, насколько легко вступают в реакции данные металлы.
Какое из двух следующих выражений является правильным?
•	Натрий и калий - чрезвычайно инертные металлы	->	20
•	Натрий и калий-чрезвычайно реакционноспособные
металлы	-»	8
31. Неправильно. При электролизе водного раствора хлорида натрия действительно выделяется водород, но при этом не образуется кислород. (Кислород и водород образуются при электролизе воды!)
Подумайте еще раз внимательно над заданным в рубрике 49 вопросом, и тогда вы сможете дать на него правильный ответ.
32. Гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (КОН)-очень едкие вещества.
Как называются соединения Na2CO3 и KNO3?
•	Хлорид натрия и	карбонат калия	-+	10
•	Нитрат натрия и	хлорид калия	->	16
•	Карбонат натрия	и нитрат калия	-»	21
•	Карбонат натрия	и хлорид калия	->	18
33. Проверьте составленное вами уравнение:
2К + 2Н2О -> 2КОН + Н2
Соединение КОН называется гидроксид калия.
Ввиду большой реакционной способности натрия и калия по отношению к воде совершенно необходимо хранить оба этих металла под слоем указанной ранее жидкости. Иначе они будут реагировать не только с кислородом воздуха, но и с парами воды, содержащимися в воздухе.
Запишите название жидкости, под слоем которой необходимо хранить натрий и калий, и проверьте ответ в рубрике 14.
34.
4Na + О2 -> 2Na2O
4К + О2 - 2К2О
Как натрий, так и калий обнаруживают также высокую реакционную способность по отношению к воде.
Представим себе, что проводится следующий эксперимент.
Натрий и калий
115
В тарелку с водой бросают маленький кусочек натрия*. Сразу же начинается быстрая реакция, сопровождаемая сильным шипением. В процессе реакции выделяется тепло, которое приводит к такому повышению температуры натрия, что он расплавляется (температура плавления натрия 98°С). Расплавленный шарик натрия шипит и катается по поверхности воды. В ходе реакции происходит выделение водорода. Шарик натрия становится все меньше и наконец исчезает.
Здесь особенно важны два следующих наблюдения:
1. Расплавленный натрий плавает на поверхности воды.
Объяснение: плотность натрия (0,97 г/см3) меньше плотности воды (1,00 г/см3).
2. Шарик натрия в конце концов исчезает. Почему это происходит?
•	Шарик натрия	испаряется	-»	45
•	Натрий реагирует с водой, образуя новое соединение, растворимое в	воде	->	46
•	Не знаю	->	47
8
35.
1.	2Na + 2Н2О -> 2NaOH + Н2
2.	Na2O + Н2О - 2NaOH
Если вы допустили ошибки при составлении первого или обоих уравнений, вам следует еще раз проработать материал программы начиная с рубрики 46.
Если же вы допустили ошибки только при составлении второго уравнения, вам следует повторить материал, начинающийся с рубрики 14.
В общем можно сказать следующее:
При реакции оксидов металлов с водой образуются гидроксиды металлов. Их водные растворы обычно являются щелочными, т. е. вызывают переход красной окраски лакмуса в синюю.
Ранее мы обсуждали иной тип реакции оксида с водой, например реакцию оксида фосфора с водой. Что образуется при реакции оксида фосфора или диоксида серы с водой?
(Тщательно обдумайте ответ, потому что этот вопрос не так прост, как может показаться с первого взгляда!)
•	Щелочи	5
•	Кислоты	->	48
•	Не знаю	-»	2
36.	Чтобы разобраться в том, как записать химические формулы оксида натрия и оксида калия, будем рассуждать так:
Оксид натрия состоит из натрия (Na) и кислорода (О).
Натрий-одновалентный элемент.
Кислород-двухвалентный элемент.
Один атом кислорода может соединяться с двумя атомами натрия.
Следовательно, химическая формула оксида натрия Na2O.
Теперь вы сможете самостоятельно записать формулу оксида калия. После этого переходите к чтению рубрики 28.
* Кусочек должен быть действительно очень маленьким (с небольшую горошину)! Иначе может произойти взрыв выделяющегося водорода!-Прим. ред.
8*
116
Программа 8
37.	Образование твердого гидроксида натрия при испарении раствора, оставшегося после электролиза рассола, описывается уравнением
Na+ + ОН” -* NaOH
Гидроксид калия можно получать при помощи такого же процесса. Исходным веществом при этом является хлорид калия КС1. Запишите уравнение этой реакции, а затем проверьте ответ в рубрике 60.
Если это задание окажется трудным для вас, то предварительно ознакомьтесь с содержанием рубрики 68.
8
38.	Поваренная соль-это хлорид натрия.
Сода-это карбонат натрия.
Поташ-это карбонат калия.
Как получают натрий?
Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия. Мы уже указывали, что хлорид натрия представляет собой твердое вещество. При достаточно сильном нагревании оно превращается в жидкость, другими словами, плавится. Расплавленную массу подвергают электролизу (электролиз расплава).
Если исходным веществом является хлорид натрия, то продуктами электролиза окажутся натрий и хлор.
Попытайтесь записать уравнение этой реакции. Если это сложно для вас, обратитесь за дополнительными разъяснениями к рубрике 66. Если же вы справитесь с поставленной задачей самостоятельно, то проверьте ответ в рубрике 57.
39. Хлорид калия	КС1
Гидроксид калия	КОН
Карбонат калия	К2СО3
Нитрат калия	KNO3
Укажите химические формулы и названия каменной соли, натриевой селитры и калиевой селитры. Ответ проверьте в рубрике 27.
40. Уравнение разложения воды на ионы имеет вид
н2о -> н+ + он -
В водном растворе хлорида натрия содержатся ионы четырех типов. Они возникают вследствие ионизации молекул хлорида натрия и очень небольшой части присутствующих молекул воды.
Какие же это четыре типа ионов? Запишите их названия словами и при помощи символов и проверьте ответ в рубрике 53.
41. a) NaCl при наблюдении без кобальтового стекла б) NaCl при наблюдении через кобальтовое стекло
в) NaCl + КС1 при наблюдении без кобальтового стекла
г) NaCl + КС1 при наблюдении через кобальтовое стекло
желтая окраска окраска незаметна
желтая окраска
фиолетовая окраска
Натрий и калий
117
д) KNO3 при наблюдении без кобальтового стекла
е) KNO3 при наблюдении через кобальтовое стекло
Наконец, последний вопрос:
Какую окраску имеет кобальтовое стекло?
Проверьте ответ в рубрике 70.
фиолетовая окраска фиолетовая окраска
42. едкий натр и едкое кали
До сих пор мы обсуждали следующие соединения натрия и калия: Хлорид натрия (известный также под названием каменная
соль, или поваренная соль)	NaCl
Хлорид калия	КС1
Гидроксид натрия	NaOH
Гидроксид калия	,	КОН
К числу других важных промышленных продуктов относятся:
Карбонат натрия (сода)	Na2CO3
Карбонат калия (поташ)	К2СО3
Нитрат натрия (натриевая селитра)	NaNO3
Нитрат калия (калиевая селитра)	KNO3
Нужно постараться выучить наизусть эти названия и формулы. Впоследствии мы будем более подробно обсуждать эти вещества.
Назовите два наиболее едких из перечисленных выше соединений. Запишите их названия и соответствующие формулы. Проверьте ответ в рубрике 32.
43. Правильно составленное уравнение должно иметь вид
2Na + 2Н2О -> 2NaOH + Н2
Калий реагирует с водой аналогичным образом, хотя в этом случае реакция протекает еще энергичнее. При взаимодействии калия с водой из-за большего выделения тепла в ходе реакции происходит не только плавление калия, но и возгорание выделяющегося водорода. Вследствие этого калий движется по поверхности воды, объятый язычками пламени.
Запишите уравнение реакции калия с водой, укажите отдельно название образующегося соединения калия и проверьте ответы в рубрике 33.
44. Сода и каменная соль окрашивают пламя в желтый цвет, поскольку они являются соединениями натрия. Поташ окрашивает пламя в фиолетовый цвет, поскольку он является соединением калия.
Если одновременно внести в пламя соединения натрия и калия, заметно только желтое окрашивание пламени, обусловленное натрием. Оно настолько интенсивно, что полностью маскирует фиолетовое окрашивание пламени, вызываемое присутствием калия.
Чтобы установить одновременное присутствие натрия и калия по окрашиванию пламени, можно воспользоваться кобальтовым стеклом. Это темно-синее стекло не пропускает желтого цвета, но пропускает фиолетовый свет. Через кобальтовое стекло желтую окраску пламени бунзеновской горелки, куда внесен натрий или его соединения, нельзя увидеть. Однако если через такое стекло рассматривать пламя, окрашенное в фиолетовый цвет из-за
118
Программа 8
наличия в нем калия или его соединений, то фиолетовую окраску пламени хорошо видно. Это позволяет устанавливать наличие калия в пламени при помощи темно-синего кобальтового стекла, даже если фиолетовое окрашивание пламени маскируется желтой окраской соединений натрия, которые тоже могут присутствовать в пламени.
Допустим, что в пламя бунзеновской горелки помещена смесь нитратов натрия и калия. Как будет выглядеть пламя в этом случае?
1. Если его рассматривать через кобальтовое стекло?
2. Если его рассматривать без кобальтового стекла?
Запишите ответы и проверьте их в рубрике 56.
8
*45. Неправильно. Процесс, происходящий когда небольшой кусочек натрия бросают в воду, несомненно, представляет собой химическую реакцию.
В ходе этой реакции выделяется тепло. Однако натрий не испаряется, а вступает в реакцию с водой. При этой реакции натрий полностью расходуется.
Переходите к рубрике 46.
46.	Правильно. Натрий реагирует с водой и расходуется в этом процессе. Какие продукты образуются при этой реакции?
Прежде всего известно, что в ходе реакции происходит выделение газообразного водорода.
Второй продукт реакции оказывается растворенным в воде. Если по окончании реакции выпарить воду, то останется белый остаток. Этот остаток представляет собой гидроксид натрия, который имеет формулу NaOH.
Дайте словесное описание обсуждаемой реакции:
Натрий +
Проверьте ответ в рубрике 55.
47.	Процесс, происходящий когда небольшой кусочек натрия бросают в воду, несомненно, представляет собой химическую реакцию.
В ходе этой реакции выделяется тепло. Однако натрий не испаряется, а вступает, в реакцию с водой. При этой реакции натрий полностью расходуется.
Переходите к рубрике 46.
48.	Да. Оксид фосфора и диоксид серы при взаимодействии с водой образуют кислоты. (Если вы с первого же раза дали такой ответ, это означает, что вы усваиваете материал очень хорошо.) Как диоксид серы, так и оксид фосфора являются оксидами неметаллов.
Мы можем сделать следующее обобщение:
Оксиды металлов при взаимодействии с водой образуют гидроксиды металлов; их водные растворы называются щелочи*.
Оксиды неметаллов при взаимодействии с водой образуют кислоты.
Вследствие большой реакционной способности натрия и калия оба этих металла никогда не обнаруживаются в природе в свободном (несвязанном)
* Точнее было бы сказать, что щелочами называют водные растворы гидроксидов щелочных металлов, представителями которых являются калий и натрий-Прим. ред.
Натрий и калий
119
состоянии, т.е. в виде чистых металлов, а обнаруживается только в виде соединений. Важнейшими соединениями этих металлов являются хлорид натрия (поваренная соль, NaCl) и хлорид калия (КС1). Можно представить образование хлорида натрия из натрия и хлора следующим уравнением:
Натрий + Хлор -» Хлорид натрия
Запишите химическое уравнение этой реакции и проверьте его в рубрике 58.
49.	Хлорид натрия можно получать следующими методами:
1.	Из простых веществ-натрия и хлора-по уравнению
2Na + С12 -> 2NaCl
(В промышленных масштабах получение хлорида натрия таким способом было бы слишком неэкономичным. Описанные ниже методы позволяют получать хлорид натрия гораздо экономичнее.)
2.	Горной выработкой существующих залежей каменной соли.
3.	Испарением соляных растворов, выкачиваемых из соляных скважин.
4.	Испарением (выпариванием) морской воды.
Хлорид натрия является исходным веществом для получения натрия, гидроксида натрия и других его соединений.
В промышленности гидроксид натрия получают из водного раствора соли (соляного раствора, или рапы). Этот раствор подвергают электролизу, пропуская через него постоянный электрический ток. (Мы уже обсуждали применение электролиза для разложения воды, при котором образуются водород и кислород).
При электролизе водного раствора хлорида натрия (рассола, рапы) образуется гидроксид натрия (NaOH, растворенный в воде).
Какие другие продукты образуются при этом электролизе?
•	Кислород и водород	-►	31
•	Натрий	и водород	-+	17
•	Хлор и	кислород	-»	4
•	Хлор и	водород	->	61
50.	Исходные вещества: NaCl (в левой части уравнения)
Конечные продукты: Na и С12 (в правой части уравнения)
NaCl -> Na + Cl2
В этом уравнении недостает только соответствующих коэффициентов.
В правой части уравнения имеются два атома О. Следовательно, два атома хлора должны быть и в левой части уравнения.
2NaCl -> Na + Cl2
В полученном теперь уравнении все же недостает еще одного коэффициента, который вам следует найти самостоятельно. Ответ проверьте в рубрике 57.
51. Завершенное уравнение имеет вид NaCl ^творение в воде Na+ + СГ
120
Программа 8
Отрицательно заряженные ионы хлора (С1) называются хлорид-ионы.
Очень небольшая часть молекул воды (Н2О) тоже всегда присутствует в виде ионов-положительно заряженных ионов водорода (Н + ) и отрицательно заряженных гидроксид-ионов (ОН ").
Составьте уравнение разложения молекулы воды на ионы и проверьте результат в рубрике 40.
52.	На аноде, т.е. положительном электроде, разряжаются отрицательно заряженные ионы, в данном случае хлорид-ионы.
На катоде, т.е. отрицательном электроде, разряжаются положительно заряженные ионы, в данном случае ионы натрия.
_ на аноде
, на катоде
Na ---------------
Завершите оба уравнения и проверьте ответ в рубрике 62.
53,	Водный раствор хлорида натрия содержит положительно заряженные ионы натрия и водорода (Na + и Н +), а также отрицательно заряженные хлорид-и гидроксид-ионы (С1“ и ОН-).
Когда такой раствор заливают в установку для электролиза и присоединяют оба электрода к батарее, отрицательно заряженные ионы начинают перемещаться к положительному электроду, т.е. к аноду, а положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательному электроду, т.е. к катоду.
Укажите, какие из четырех типов ионов, присутствующих в водном растворе хлорида натрия, будут перемещаться к аноду, а какие-к катоду.
Ионы ... перемещаются к аноду.
Ионы ... перемещаются к катоду.
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 63.
54.	На аноде разряжаются хлорид-ионы (С1 ). Это приводит к выделению газообразного хлора (С12).
2С1- -----на аН-Д1-> С12
На катоде разряжаются ионы водорода (Н+). Это приводит к выделению газообразного водорода.
„„4.	на катоде
2Н+ ---------------> Н2
Какие из четырех типов ионов, присутствующих в соляном растворе, не разряжаются в процессе электролиза?
Запишите ответ и переходите к рубрике 67.
55. Натрий + Вода -» Гидроксид натрия + Водород
Гидроксид натрия имеет химическую формулу NaOH.
Теперь запишите химическое уравнение этой реакции, выполняя всю процедуру
Натрий и калий
121
по следующим стадиям:
1.	Запишите в левой части уравнения символ и формулу исходных веществ.
2.	Затем запишите в правой части уравнения символ и формулу конечных продуктов. (Не забудьте, что молекула водорода двухатомна!)
3.	Проверьте, одинаково ли число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения.
4.	Если число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения не совпадает, нужно сбалансировать уравнение, введя в него надлежащие коэффициенты.
Проверьте составленное таким образом уравнение в рубрике 43.
56. При рассмотрении пламени через кобальтовое стекло оно кажется фиолетовым, хотя без стекла пламя кажется желтым.
Приведем еще несколько примеров. Какое окрашивание пламени будет наблюдаться, если внести в пламя следующие соединения?
a) NaCl	при наблюдении без кобальтового стекла
б) NaCl	при наблюдении через кобальтовое стекло
в) NaCl + КС1	при наблюдении без кобальтового стекла
г) NaCl + КС1	при наблюдении через кобальтовое стекло
д) KNO3	при наблюдении без кобальтового стекла
е) KNO3	при наблюдении через кобальтовое стекло
Запишите ответы и переходите к рубрике 41.
57. Уравнение, описывающее электролиз расплавленного хлорида натрия, имеет вид
2NaCl -> 2Na + Cl2
(Удалось ли вам вывести его самостоятельно? Если да, то, значит, вы кое-чему научились!)
При проведении электролиза расплава, как и при электролизе раствора, ионы исходного вещества перемещаются к электродам и разряжаются там.
Какие ионы образуются при разложении исходного вещества
в рассматриваемом случае?
Запишите ответ, если возможно в форме уравнения, а затем переходите к рубрике 65.
58. Правильная запись уравнения образования хлорида натрия имеет вид
2Na + С12 -» 2NaCl
В различных местах Земли существуют огромные залежи каменной соли, которые извлекаются методами горной выработки. Иногда извлечение соли возможно путем растворения ее в воде. В таком случае получают водный раствор хлорида натрия, называемый рассолом или рапой, из которого путем испарения воды выделяют твердый хлорид натрия (поваренную соль).
В некоторых странах хлорид натрия добывают просто испарением морской воды. Морская вода содержит приблизительно 2,7% хлорида натрия.
А теперь перечислите четыре метода получения хлорида натрия.
Проверьте ответ в рубрике 49.
122
Программа 8
59.
1. Разложение исходных веществ на ионы:
NaCl -> Na+ + СГ
Н2О - Н+ + ОН-
2. Разрядка водородных ионов и хлорид-ионов:
на катоде
на аноде
Завершите эти уравнения и проверьте ответ в рубрике 69.
60. 1. Разложение исходных веществ на ионы: КС! -► К+ + СГ Н2О -» Н+ + он-
2.	Разрядка ионов водорода и хлорид-ионов: 2Н+ --------а —н2
2СГ Н--°ДЛ С12
3.	Образование твердого гидроксида калия при выпаривании оставшегося раствора:
К+ + он- -♦ КОН
Гидроксиды натрия и калия представляют собой белые, очень гигроскопичные вещества. Оба гидроксида очень едкие. Поэтому при работе с гидроксидом натрия или калия следует соблюдать большую осторожность (в частности, защищать глаз У!). Даже водные растворы этих соединений очень едкие.
Как иногда называют водные растворы гидроксида натрия и гидроксида калия?
Проверьте ответ в рубрике 42.
61. Совершенно верно. Помимо гидроксида натрия (растворенного в воде) при электролизе водного раствора хлорида натрия образуются еще водород и хлор.
Хлор образуется на аноде, водород-на катоде.
Как можно объяснить этот процесс электролиза?
Мы уже знаем, что хлорид натрия состоит из ионов, а именно из положительно заряженных ионов натрия (Na+) и отрицательно заряженных ионов хлора (СГ). Когда хлорид натрия растворен в воде, он распадается на эти ионы.
А теперь завершите следующее уравнение:
растворение в воде
NaCl -----------------:---► ... + ...
Проверьте записанное вами уравнение в рубрике 51.
Натрий и калий
62.
2СГ --------^а..аноде_> С12
на катоде
Na  -----------------> Na
Удалось ли вам правильно записать оба этих уравнения? Если да, значит, вы продвигаетесь очень хорошо. Первое уравнение требует особого внимания, поскольку хлор необходимо записывать в виде двухатомной молекулы.
Как называется процесс, позволяющий получать натрий из хлорида натрия?
Запишите название этого процесса и переходите к рубрике 29.
63.	Ионы С1 “ и ОН ~ перемещаются к аноду, а ионы Na+ и Н + перемещаются к катоду.
На каждом электроде разряжаются ионы только одного типа. Ионы двух других типов просто остаются растворенными в воде. Если вы не забыли, что электролиз соляного раствора с целью получения едкого натра сопровождается образованием газообразных водорода и хлора, то вы сможете ответить на следующий вопрос:
Ионы какого типа разряжаются на аноде и какого типа-на катоде?
Запишите ответы и проверьте их в рубрике 54.
64.	Положительный электрод называется анод. Отрицательно заряженные ионы перемещаются к нему и разряжаются на этом электроде.
Отрицательный электрод называется катод. Положительно заряженные ионы перемещаются к нему и заряжаются на этом электроде.
Прочтите еще раз рубрику 65.
65.
NaCl - Na+ + Cl-
Таким образом, в рассматриваемом случае образуются ионы натрия и хлорид-ионы.
Какие ионы перемещаются к аноду и разряжаются на нем?
Какие ионы перемещаются к катоду и разряжаются на нем?
Ионы ... разряжаются на аноде.
Ионы ... разряжаются на катоде.
Запишите свои ответы и переходите к рубрике 52.
Если необходимо, обратитесь за разъяснениями в рубрику 64.
66. Исходным веществом является расплавленный хлорид натрия. Конечными продуктами являются натрий и хлор.
Не забывайте, что хлор-двухатомный газ, т.е. записывается как С12!
Сможете ли вы теперь справиться с задачей самостоятельно? Если да, проверьте полученный ответ в рубрике 57.
Подробно ход решения этой задачи изложен в рубрике 50.
124
Программа 8
67.	Ионы Na+ и ОН" остаются в растворе.
Если продолжать электролиз до тех пор, пока все хлорид-ионы разрядятся, а затем выпарить оставшийся раствор, то ионы Na+ и ОН- образуют друг с другом твердый гидроксид натрия (NaOH).
Na+ + ОН- -> NaOH
Таким образом, мы можем составить следующие уравнения, описывающие получение гидроксида натрия при электролизе соляного раствора:
1.	Разложение исходных веществ на ионы:
NaCl - ... + ...
Н2О - ... + ...
Завершите эти уравнения и проверьте ответ в рубрике 59.
68.	Получение гидроксида калия (КОН) электролизом водного раствора хлорида калия можно описать такой последовательностью уравнений:
1.	Разложение исходных веществ на ионы (2 уравнения).
2.	Разрядка ионов на аноде и катоде (2 уравнения).
3.	Образование КОН при выпаривании оставшегося раствора (1 уравнение).
Запишите теперь соответствующие химические уравнения и проверьте их в рубрике 60.
69.	2. Разрядка ионов водорода и хлорид-ионов: 2Н+ ------------На КаТ°де ♦ Н2
_ на аноде
2С1 ----------------* С12
3.	Образование твердого гидроксида натрия из ионов натрия и гидроксид-ионов в процессе выпаривания раствора.
Запишите уравнение, описывающее последний процесс и проверьте ответ в рубрике 37.
70. Кобальтовое стекло имеет темно-синюю окраску.
Конец программы 8.
Программа 9
Теоретические основы (111)
1. В каждой химической лаборатории обязательно есть несколько химических весов; некоторые из них являются инструментами высокой точности. Эти весы используются для определения массы точных количеств различных веществ, используемых в химических экспериментах. Обычно такую операцию называют взвешиванием.
Но каким же образом химик может точно вычислить, сколько того или иного вещества понадобится ему для конкретного эксперимента?
Настоящая программа рассчитана именно на то; чтобы дать ответ на этот вопрос. После того как вы тщательно проработаете ее, вы сумеете выполнять такие вычисления самостоятельно.
Вы, несомненно, еще помните описанное в программе 1 получение сульфида железа из серы и железных опилок. Основой для всех вычислений, которые будут здесь обсуждаться, является химическое уравнение рассматриваемой реакции. Поэтому начните с записи уравнения реакции серы с железом.
Сделав это, проверьте результат в рубрике 10.
2. Единица атомной массы представляет собой */12 массы атома углерода.
Атомная масса элемента указывает, во сколько раз его масса превышает Vu массы атома углерода.
Это важное определение следует выучить наизусть.
А теперь постарайтесь усвоить следующее: элементы взаимодействуют между собой в количественном отношении/ определяемом их атомными массами.
Мы знаем, что в сульфиде железа один атом серы соединен с одним атомом железа. Это означает, что при нагревании 32 г серы должны реагировать с 56 г железа, образуя 88 г (32 + 56 = 88) сульфида железа.
Сколько граммов железа потребуется для реакции с 16 г серы с образованием сульфида железа?
•	16 г	->	13
•	28 г	-	26
•	14 г	^34
•	Не знаю	->	24
3. Неправильно. Если бы атомы железа и серы имели одинаковую массу, то железо и сера реагировали бы в одинаковых по массе количествах. Однако дело обстоит не так!
Вернитесь к рубрике 20.
4. Нет. Подумайте еще раз над вашим ответом. Продолжайте чтение с рубрики 45.
i26
Программа 9
5.	Неправильно. По-видимому, вы забыли, что кислород существует в форме двухатомных молекул, а именно как О2.
Кроме того, вам следует обратить большее внимание на различие между понятиями молекулярной массы и грамм-молекулы.
Чему равен, например, один моль кислорода?
Проверьте ответ в рубрике 28.
6.	Неправильно. Очевидно, вы плохо составили уравнение реакции. Уравнение горения водорода с образованием воды должно иметь следующий вид:
2Н2 + О2 -> 2Н2О
9
Теперь остается только подставить в него атомные массы водорода (1) и кислорода (16), чтобы получить массовое отношение, в котором водород реагирует с кислородом. Приведите это отношение к простейшей возможной форме, делая допустимые сокращения.
Каково же вычисленное вами теперь массовое отношение Н :О?
•	4:32	->21
•	1:8	-> 31
7.	Неправильно. Решите еще раз все три примера, пользуясь следующей схемой рассуждений:
32 г серы реагируют с 56 г железа
1 г серы реагирует с 56/32 г железа
16 г серы реагируют с 56/32 • 16 г железа
Вернитесь к рубрике 30.
8.	Неправильно. Не следует забывать следующее:
Молекула сульфида железа образована из одного атома серы и одного атома железа. Это означает, что в любой порции сульфида железа число атомов серы и железа должно быть одинаковым. Если учесть, что число атомов каждого элемента одинаково и что для приготовления сульфида железа требуется только 32 г серы в расчете на 56 г железа, становится очевидным, что атом серы должен иметь ... (меныпую/болыпую) массу, чем атом железа.
Продолжайте чтение с рубрики 19.
9,	Атомная масса элемента указывает, во сколько раз его масса больше массы атома углерода.
Атомная масса элемента, выраженная в граммах, называется ....
Переходите к рубрике 37.
10.	Fe + S -> FeS
Это уравнение дает следующие сведения:
1.	Железо реагирует с серой, образуя сульфид железа.
2.	Один ... железа реагирует с одним ... серы, образуя один ... сульфида железа.
Завершите последнее предложение и переходите к рубрике 20.
Теоретические основы (111)
127
11.	Вы работаете недостаточно добросовестно и плохо разобрались в материале, пройденном до сих пор.
Проработайте повторно материал начиная с рубрики 20.
12.	Следует растворить 58,5 г хлорида натрия.
Количество соединений часто указывают в молях, а для элементов используют единицу грамм-атом.
Пример, 1 грамм-атом серы и 1 грамм-атом железа реагируют между собой, образуя 1 моль сульфида железа.
Это означает, что 32 г серы реагируют с 56 г железа, образуя 88 г сульфида железа.
Термин «моль» часто используют и для элементов вместо термина «грамм-атом», например 1 моль серы (= 32 г) или 2 моля железа (= 112 г).
При вычислении числа молей следует проявлять особое внимание, имея дело с двухатомными газами!
Азот имеет атомную массу 14. Следовательно, один грамм-атом азота составляет 14 г. Однако 1 моль азота-это 28 г, потому что азот всегда существует в форме двухатомных молекул (N2).
Чему равен 1 моль кислорода?
•	16	->	5
•	16 г - 49
•	32	- 51
•	32 г ->28
13.	Неправильно. Чтобы получить правильный ответ, вам следует предварительно обратиться за разъяснениями в рубрику 24.
14.	Неправильно. Напоминаем, что:
Один грамм-атом элемента-это атомная масса данного элемента, выраженная в граммах. Следовательно, можно записать, что
16 г кислорода	=	1	грамм-атом кислорода
32 г серы	=	1	1 рамм-атом серы
1 г водорода	=	1	грамм-атом водорода
Обратитесь еще раз к рубрике 35 и ответьте на поставленный там вопрос.
15.	Нет. Подумайте над ответом еще раз.
Продолжайте затем чтение с рубрики 45.
16.	Уравнение реакции горения водорода имеет вид
2Н2 + О2 -> 2Н2О
Следовательно 4 г водорода (атомная масса водорода равна 1; Н2 имеет молекулярную массу 2; 2-2 = 4. Поскольку перед Н2 в уравнении стоит коэффициент 2, молекулярную массу надо умножить на 2) реагируют с 32 г кислорода (атомная масса кислорода 16; О2 имеет молекулярную массу 32).
Программа 9
i ?*
Это означает, что данные вещества должны реагировать между собой в отношении 4:32, что после деления на 4 дает отношение 1 : ....
Продолжайте чтение с рубрики 31.
17.	Хорошо, что вы решили заглянуть в эту рубрику и тем самым избавили себя от всяких неясностей или от возможных ошибок.
Вычисление молекулярной массы серной кислоты (H2SO4) проводится следующим образом:
2 атома водорода (атомная масса 1)	2-1=2
1 атом серы (атомная масса 32)	1 • 32 = 32
4 атома кислорода (атомная масса 16)	4 -16 = 64
Молекулярная масса H2SO4	98
Вычисление молекулярной массы пентоксида фосфора (Р2О5) проводится так:
2 атома фосфора (атомная масса 31)	2-31 = ...
5 атомов кислорода (атомная масса 16)	5-16=...
Молекулярная масса
Впишите недостающие числа, а затем переходите к чтению рубрики 27.
18.	Неправильно. Обратитесь за дополнительными разъяснениями в рубрику 52.
19.	Правильный ответ таков:
Атом серы имеет меньшую массу, чем атом железа.
Следовательно, атомы различных элементов обладают различными массами!
Разумеется, на лабораторных весах нельзя взвешивать индивидуальные атомы. Они слишком малы для этого! Однако мы вполне в сотоянии вычислить массу атома.
Например, известно, что атом серы имеет массу 0,000000000000000000000053 г.
Подобные числа не только чрезвычайно малы, но и слишком громоздки для записи. По этой причине было введено понятие относительной атомной массы. Она определяется через массу атома углерода следующим образом:
Углерод (С) имеет относительную атомную массу 12*.
Из этого определения следует, что:
Водород (Н) имеет относительную атомную массу 1 и
Кислород (О) имеет относительную атомную массу 16.
Это означает, что масса атома водорода равна 1/12 массы атома углерода.
Кроме того, масса атома кислорода в 16 раз больше, чем 1/12 массы атома углерода.
Сера имеет относительную атомную массу 32.
Что это означает? Дайте ответ в письменной форме, а затем переходите к рубрике 38.
* Это лишь округленная величина. Точное значение атомной массы углерода 12,011,- Прим. ред.
20.	Уравнение
Fe 4- S -» FeS
дает нам следующие сведения:
Один атом железа реагирует с одним атомом серы, образуя одну молекулу сульфида железа.
Следовательно, один атом железа соединяется с одним атомом серы. Если бы мы взяли больше железа, до В юнце реакции некоторое количество атомов железа осталось неизрасходованным. Точно так же, если бы мы взяли больше серы, в конце реакции некоторое количество атомов серы осталось неизрасходованным.
Экспериментально можно показать, что:
56 г железа реагируют с 32 г серы, образуя 88 г сульфида железа.
Следовательно, 56 г железа соединяются с 32 г серы.
Эксперимент 1. Возьмем 66 г железа и 32 г серы, тогда в конце реакции что-то останется неизрасходованным.
Эксперимент 2. Возьмем 56 г железа и 40 г серы, и снова в конце реакции
что-то останется неизрасходованным.		
	Какое вещество осталось неизрасходованным?	Какое количество неизрасходованного вещества осталось в конце реакции?
Эксперимент	1	... г
Эксперимент 2 Проверьте ответы в рубрике 29.		... г
21.	Ваш ответ не вполне правилен. Уравнение
2Н2 + О2 - 2Н2О
вы составили правильно, а из него правильно нашли, что массовое отношение водорода к кислороду равно 4:32. Однако, поскольку оба этих числа можно разделить на 4, постоянное массовое отношение, в котором водород реагирует с кислородом, правильнее представить как ....
Продолжайте чтение с рубрики 31.
22.	Совершенно верно. Постарайтесь ни в коем случае не смешивать понятия атомная масса и грамм-атом!
Железо имеет атомную массу 56.
1 грамм-атом железа составляет 56 г.
А теперь завершите следующие предложения:
а)	Сера имеет атомную массу ....
б)	3 грамм-атома железа составляют ....
в)	2 грамм-атома серы составляют ....
г)	Водород имеет атомную массу ....
д)	6 грамм-атомов водорода составляют ....
Проверьте ответы в рубрике 33.
23. Приведенное утверждение представляет собой закон постоянства массовых отношений.
В какой из следующих реакций исходные вещества реагируют между собой в массовом отношении 7:3? Проведите необходимые вычисления для каждого
9-1073
130
»i. рамма 4
из следующих примеров:
•	4Р + 5О2 -> 2Р2О5		—>	44
•	S + о2 —»	so2	—>	18
•	С + О2 -►	СО2	—>	55
•	4Fe + ЗО2	2Fe2O3	—►	36
•	Не знаю		—►	52
24.	Если для реакции с 56 г железа требуюТсЯ’ЗЗ'г серы, то, составив простую пропорцию, вы сможете установить, сколько граммов железа потребуется для реакции с 16 г серы.
Для 32 г серы требуется 56 г железа.
56
Для 1 г серы требуется г железа.
56
Следовательно, для 16 г серы потребуется г железа.
А теперь определите требуемое количество железа и затем переходите к рубрике 26.
25.	Масса атома железа в 56 раз больше, чем 1/12 массы атома углерода. Что представляет собой единица атомной массы?
Запишите ответ и переходите к рубрике 2.
26.	Ваш ответ правилен, потому что 16г серы составляют точно половину от 32 г, которая необходима для реакций с половиной от 56 г железа, т.е. с 56 г/2 = 28 г железа.
32 г серы, т.е. ее атомная масса, выраженная в граммах, называется грамм-атом серы.
Грамм-атом какого-либо элемента-это его атомная масса, выраженная в граммах.
Это определение следует выучить.
Атомная масса кислорода равна 16.
Один грамм-атом кислорода составляет 16 г.
Допустим, что в некотором сосуде содержится 48 г кислорода. Сколько грамм-атомов кислорода содержится в нем?
•	1	грамм-атом	-»	4
•	2	грамм-атома	->	15
•	3	грамм-атома	->	35
27. Искомые молекулярные массы равны: H2SO4 = 98
Р2О5 = 142
Если эти ответы дались вам с трудом или вы еще чувствуете себя не вполне уверенно, советуем вам обратиться к рубрике 17, где дано подробное объяснение вычислений.
А теперь заметим, что подобно определению:
Атомная масса элемента, выраженная в граммах, представляет собой грамм-атом данного элемента, можно дать и такое определение:
Теоретические осноиы (III)	t'l
Молекулярная масса соединения, выраженная в граммах, представляет собой грамм-молекулу этого соединения.
Сколько граммов содержится в грамм-молекуле серной кислоты и в грамм-молекуле пентоксида фосфора?
Проверьте ответ в рубрике 39.
28.	1 моль кислорода (О2) составляет 32 г.
А теперь выполните следующие вычисления (вы уже записывали атомные массы, необходимее для решения этих задач):
1. Вычислите молекулярные массы карбоната натрия Na2CO3 и азотной кислоты HNO3.
2. Чему равны 4 моля кйслорода, 2 моля азотной кислоты, 1 грамм-атом железа, 2 моля водорода, 3 грамм-атома серы и 3 моля сульфида железа?
Проверьте ответы в рубрике 54.
29. В описанных экспериментах остается неизрасходованным:
Эксперимент 1. Железо	10 г
Эксперимент 2. Сера	8 г
Мы уже установили, что один атом железа реагирует с одним атомом серы. Кроме того, было указано, что 56 г железа реагируют с 32 г серы.
Значит, по массе серы требуется меньше, чем железа.
К какому выводу можно прийти на основании этого наблюдения?
•	Один атом серы имеет большую массу, чем один
атом железа	->	8
•	Один атом серы имеет меньшую массу, чем один атом железа	-> 19
•	Один атом серы имеет ровно такую же массу, как
атом железа	->	3
30.	1. Молекулярную массу соединения можно вычислить, суммируя атомные
массы всех атомов, входящих в соединение согласно его химической формуле.
2. Одна грамм-молекула, или 1 моль, соединения-это молекулярная масса данного соединения, выраженная в граммах. Химическое уравнение
Fe + S -> FeS
не только указывает, сколько атомов каких элементов реагируют друг с другом, но и сообщает, какие количества веществ вовлекаются в реакцию. Поскольку атомная масса железа Fe равна 56, а серы S равна 32, приведенное выше уравнение указывает, что 56 г железа реагируют с 32 г серы, образуя 88 г сульфида железа. Более того, железо и сера всегда будут реагировать между собой в массовом отношении 56:32, в каких бы условиях ни происходило образование сульфида железа.
Сколько граммов железа прореагирует с 1) 16 г серы, 2) 8 г серы и 3) 4 г серы при образовании сульфида железа?
1)	« 2)	3)
•	28 г железа 8 г железа 4 г железа -»	7
• Одинаковое количество железа в каждом
случае	-»	11
•	28 г железа 14 г железа 7 г железа -> 40
9*
•	Получаются совершеннно другие числа	-►	50
•	28 г железа 14 г железа 4 г железа -♦ 47
31.	Водород и кислород реагируют друг с другом согласно уравнению
2Н2 + О2 2Н2О
Массовое отношение водорода и кислорода равно 4 :32. Поскольку оба этих числа можно разделить на 4, получаете» упрощенное отношение 1 :8.
В чем заключается закон постоянства массовых отношений?
Завершите следующее предложение:
Когда два элемента соединяются друг с другом, они соединяются в постоянном ..., определяемом их .......
Проверьте правильность вашей записи в рубрике 42.
32.	Молекулярная масса соединения, выраженная в граммах, называется грамм-молекула, или, иначе, моль.
Сульфид железа имеет...... 88.
Один ... сульфида железа составляет 88 г.
Впишите недостающие слова и продолжайте чтение с рубрики 48.
33.	а) Сера имеет атомную массу 32.
б)	3 грамм-атома железа составляют 168 г.
в)	2 грамм-атома серы составляют 64 г.
г)	Водород имеет атомную массу 1.
д)	6 грамм-атомов водорода составляют 6 г.
Надеемся, вы не забыли о сокращении «г» (грамм) в ответах на вопросы «б», «в» и «д». Правильно ли вы ответили на все вопросы?
Если в ответ закралась какая-либо ошибка, то в ваших собственных интересах повторно проработать материал начиная с рубрики 26.
На этой стадии целесообразно переходить к изучению нового материала только в том случае, если вы чувствуете, что твердо овладели пройденным до сих пор.
Помните ли вы еще два важных определения, введенные ранее в данной программе?
Что называется атомной массой? Атомная масса элемента указывает ....
Что называется грамм-атомом? Один грамм-атом элемента представляет собой ....
Запишите эти определения полностью и проверьте правильность ваших записей в рубрике 53.
34.	Нет. Чтобы получить правильный ответ, вам следует обратиться за предварительными разъяснениями в рубрику 24.
35. Совершенно правильно.
3 грамм-атома кислорода составляют 48 г.
Попробуйте теперь ответить на следующий вопрос:
Допустим, что имеется 32 г кислорода, 32 г серы и 32 г водорода.
Сколько это составляет грамм-атомов кислорода, серы и водорода?
2 грамм-атома кислорода, 1 грамм-атом серй и 32 грамм-атома водорода -» 22
1 грамм-атом кислорода, 1 грамм-атом серы и 1 грамм-атом
водорода	-> 14
1 грамм-атом кислорода, 2 грамм-атома серы и 16 грамм-атомов водорода	-> 46
36.	Совершенно верно. В реакции
4Fe + ЗО2 -> 2Fe2O3
железо и кислород реагируют друг с другом в массовом отношении 7:3.
А теперь целесообразно повторить законы и важнейшие утверждения, сформулированные в данной программе.
Что представляет собой единица атомной массы?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 43.
37.	Атомная масса элемента, выраженная в граммах, называется грамм-атом.
Сера имеет .... 32.
32 г составляет один ... серы.
Проверьте ответы в рубрике 56.
38.	Масса атома серы в 32 раза больше, чем 1/12 массы атома углерода. Следовательно, '/12 массы атома углерода может рассматриваться как единица атомной массы
(Точнее говоря, единица атомной массы основана на атомной массе изотопа углерода 12С. Изотопы будут обсуждаться в части II настоящего учебника.)
В приведенной ниже таблице указаны атомные массы некоторых важных элементов. (Вместо того чтобы пользоваться термином «относительная атомная масса», в дальнейшем мы будем для краткости пользоваться выражением атомная масса.)
Атомная масса представляет собой массу атома; выраженную в единицах атомной массы.
Перепишите себе в тетрадь указанные ниже округленные атомные массы, чтобы постоянно иметь их под рукой во время дальнейшей работы над данной программой.
Водород	1
Углерод	12
Кислород	16
Азот	14
Натрий	23
Фосфор	31
Сера	32
Железо	56
А теперь завершите следующее предложение:
Масса атома железа в ... раз больше, чем ... массы атома углерода.
Переходите к рубрике 25.
134
Программа 9
39.	1 грамм-молекула H2SO4 = 98 г.
1 грамм-молекула Р2О5 = 142 г.
Вместо термина «грамм-молекула» мы будем пользоваться термином «моль».
Теперь постарайтесь хорошо запомнить следующее определение:
Одна грамм-молекула, или один моль, соединения представляет собой молекулярную массу этого соединения, выраженную в граммах.
Количества химических веществ, используемых в экспериментах, часто указывают в молях. В качестве примера приведем такую инструкцию: «Растворите один моль хлорида натрия в одном литре воды».
Сколько же хлорида натрия следует растворить в одном литре воды в данном случае? Необходимые для вычислений атомные массы: Na = 23 и
С1 = 35,5.
Проверьте ответ в рубрике 12.
40.	Ваши вычисления правильны.
32 г серы реагируют с 56 г железа.
56
1 г серы реагирует с — г железа.
56
16 г серы реагируют с — • 16 г = 28 г железа.
8 г серы реагируют с .Ц..8 г = 14 г железа.
„	56
4 г серы реагируют с ^j'4 г = 7 г железа.
Теперь должно быть ясно, что сера и железо реагируют между собой только во вполне определенном и постоянном отношении по массе. Это отношение определяется относительными атомными массами железа и серы.
Другие элементы тоже реагируют Между собой в постоянных отношениях по массе.
Если взять для реакции большее количество одного из исходных веществ, чем требуется согласно массовому отношению, то это избыточное количество исходного вещества не прореагирует.
Закон постоянства массовых отношений утверждает, что в общем случае:
Когда два элемента соединяются друг с другом, они соединяются в постоянном массовом отношении, определяемом их относительными атомными массами.
Этот закон следует выучить наизусть!
Теперь составьте уравнение горения водорода с образованием воды и затем вычислите следующее:
В каком массовом отношении должны соединяться водород и кислород при образовании воды? (Необходимые для вычислений атомные массы: Н = 1; 0=16.)
1 :16
1 :8
4:32
Затрудняюсь ответить
->	6
- 31
-> 21
->	16
Теоретические votob'.i {Hi)
D5
41.	Молекулярную массу соединения вычисляют суммированием атомных масс
всех	атомов, входящих в формулу этого соединения.
или,	Молекулярная масса соединения, выраженная в граммах, называется ..., иначе, ....
Какие слова пропущены в этом предложении? Впишите их и проверьте правильность ответа в рубрике 32.	
42.	Два элемента соединяются друг с другом в постоянном массовом отношении, определяемом их относительными атомными массами.
Как называется этот закон?
Этот закон называется ...........
Переходите к рубрике 23.
43.	За единицу атомной массы принята часть массы атома углерода. Атомная масса указывает, во сколько раз его масса больше .... Завершите это предложение и проверьте его в рубрике 9.
44.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 52.
45.	Мы уже говорили, что:
Один грамм-атом элемента-это его атомная масса, выраженная в граммах.
Приведем такой пример:
Атомная масса железа равна 56. Следовательно, атомная масса железа, выраженная в граммах, равна 56 г. Если имеется 56 г железа, то это количество составляет один грамм-атом железа.
К ответу на вопрос о том, сколько грамм-атомов кислорода содержится в 48 г кислорода, можно подойти следующим образом:
Атомная масса кислорода равна 16.
Один грамм-атом кислорода равен 16 г кислорода.
Следовательно, отношение 48 г/16 г определяет число грамм-атомов кислорода в заданном его количестве.
Сколько же грамм-атомов кислорода содержится в 48 г кислорода?
Дайте ответ и переходите к рубрике 35.
46.	Неправильно. Не следует забывать, что:
Один грамм-атом элемента-это такое количество граммов данного элемента, которое численно равно его атомной массе. Следовательно,
16 г кислорода =1 грамм-атом кислорода
32 г серы = 1 грамм-атом серы
1 г водорода = 1 грамм-атом водорода
Обратитесь еще раз к рубрике 35 и ответьте на поставленный там вопрос.
47.	Неправильно. Решите снова все три примера, пользуясь следующей схемой рассуждений:
32 г серы реагируют с 56 г железа.
56
1 г серы реагирует с г железа.
56
16 г серы реагируют с — • 16 г железа.
Вернитесь к рубрике 30.
48.	Сульфид железа имеет молекулярную массу 88.
Один моль сульфида железа составляет 88 г.
В чем состоит закон постоянства массовых отношений?
Запишите его формулировку и проверьте ответ в рубрике 57.
49.	Неправильно. Хотя вы приняли во внимание различие между молекулярной массой и грамм-молекулой, вы забыли, что кислород представляет собой двухатомный газ, т.е. имеет формулу О2.
Сколько граммов содержится в одном моле кислорода? Проверьте ответ в рубрике 32.
50.	Попробуйте еще раз решить все три примера, пользуясь следующей схемой рассуждений:
56
1 г серы реагирует с — г железа.
56
16г серы реагируют с -16г железа.
Вернитесь к рубрике 30.
51.	Неправильно. Разумеется, кислород-это двухатомный газ, т.е. имеет формулу О2, но вы забыли о различии между молекулярной массой и грамм-молекулой!
Сколько граммов содержится в одном моле кислорода?
Проверьте ответ в рубрике 28.
52.	Вычислим массовое отношение для первой реакции
4Р + 5О2 -► 2Р2О5
Фосфор имеет атомную массу 31. Поскольку в реакции участвуют четыре атома фосфора, их масса составляет 4-31=124
Кислород имеет атомную массу 16. Поскольку в реакции участвуют 5 • 2 = = 10 атомов кислорода, их масса составляет 10-16 =160
Следовательно, фосфор и кислород реагируют в массовом отношении 124:160
или (после деления на 2)	62 :80
или (после повторного деления на 2)	31 :40 (дальнейшее деление
невозможно!)
Вернитесь снова к рубрике 23 и вычислите аналогичным образом массовые отношения для других реакций.
53.	Атомная масса элемента указывает, во сколько раз масса его атома больше 712 массы атома углерода. Один грамм-атом элемента-это его атомная масса, выраженная в граммах.
А теперь поговорим о молекулярной массе. Молекулярную массу соединения вычисляют, суммируя атомные массы всех атомов, входящих в формулу этого соединения.
Приведем два примера:
Сульфид железа FeS состоит из одного атома железа и одного атома серы.
1	атом железа (атомная масса Fe = 56)	56
1 атом серы (атомная масса S = 32)	32
Молекулярная масса сульфида железа	88
Вода (Н2О) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
2	атома водорода (атомная масса Н=1)	2
1 атом кислорода (атомная масса 0 = 16)	16
Молекулярная масса воды	18
Вычислите теперь молекулярные массы серной кислоты H2SO4 и пентоксида фосфора Р2О5.
Проверьте ответ в рубрике 27.
54.	1. Молекулярная масса Na2CO3 = 106
HNO3 = 63
2.	4 моля О2 = 128 г; 2 моля HNO3 = 126 г; 1 грамм-атом Fe = 56 г; 2 моля Н2 = 4 г; 3 грамм-атома S = 96 г; 3 моля FeS = 264 г.
Удалось ли вам правильно получить все эти результаты? Если нет, рекомендуем повторно пройти материал, начинающийся с рубрики 19.
А теперь дайте письменные ответы на следующие вопросы:
1.	Как вычисляется молекулярная масса соединения?
2.	Что понимается под грамм-молекулой, или молем?
Проверьте ответы в рубрике 30.
55.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 52.
56.	Сера имеет атомную массу 32.
32 г серы составляют один грамм-атом серы.
Молекулярная масса соединения вычисляется суммированием..... всех
атомов, входящих в ... этого соединения.
Вставьте в это предложение недостающие слова и проверьте ответ в рубрике 41.
57.	Закон постоянства массовых отношений утверждает следующее: Когда два элемента реагируют между собой, они соединяются в постоянных массовых отношениях, определяемых их относительными атомными массами.
Конец программы 9.
Программа К
Теоретические йегид-.ы, (ГУ
1. В данной программе будут обсуждаться наиболее важные законы, описывающие свойства газов. При этом предполагается, что вы полностью овладели материалом, изложенным в предшествующих теоретических программах, т.е. в программах 6, 7 и 9. Сможете ли вы, например, ответить на
	следующий вопрос: Сколько граммов содержится в 1 моле а) хлора, б) водорода, в) азота, г) кислорода? а)	б)	в)	г) , •	35,5 г	1г	14 г	16 г	-»	14 •	71 г	2 г	28 Г	32 г	-»•	25	.
10	
	•	106,5 г 3 г	42 г	48 г	->-33
2. Подумайте над этим примером еще раз.
Если сила 18-105 Н оказывает действие на поверхность площадью 6 м2, то давление в расчете на- каждый квадратный метр должно быть равно
18105Н
—т—2— = ? баР
6 м
Прочтите еще раз рубрику 10. * 21
3. При давлении 4 бара газ в цилиндре под поршнем окажется сжатым до объема 0,5 л.
Этот опыт показывает, что если давление газа увеличивается вдвое, то его объем уменьшается вдвое.
В рассматриваемом примере газ имеет:
при давлении 1 бар объем 2 л
при давлении 2 бара объем 1 л
при давлении 4 бара объем 0,5 л
при давлении 8 бар объем 0,25 л.
Это показывает, что между давлением и объемом газа в замкнутом сосуде существует вполне определенное соотношение.
Умножьте теперь давление газа на соответствующий ему объем для каждого приведенного выше случая. Запишите результаты умножения таким образом:
Давление • Объем	1
1-2 = 2
21 = ...
Сравните между собой все четыре полученных вами произведения. Что обращает на себя внимание при их сопоставлении?
•	Численные результаты последовательно	уменьшаются	—►	31
•	Численные результаты последовательно	возрастают	->	19
•	Все численные результаты одинаковы	->	43
Теоретические основы (IV)
139
4.	В рассматриваемом примере получается такой результат:
Давление  Объем =100
Теперь мы в состоянии вычислить объем, соответствующий любому давлению в рассматриваемом примере, потому что знаем, что произведение давления и объема всегда должно быть равно 100.
Какой объем имеет газ при давлении 10 бар?
Проверьте ответ в рубрике 21.
5.	Один кубический метр = 1000 л
А теперь вычислите, сколько кубических сантиметров содержится в 1 л. (Напоминаем, что 1 л = 1 дм3 и что 1 дм= 10 см.) •	10	->60
•	1000	-ч. 30
10
6.	По-видимому, вы ошиблись при вычислениях.
В первом случае имеем: 1 бар и 2 л.
Следовательно, 1-2 = 2.
Во втором случае имеем: 0,5 бара и 4 л.
Следовательно, 0,5 • 4 = 2.
В третьем случае имеем: 0,25 бара и 8 л.
Следовательно, 0,25 • 8 = ....
В четвертом случае имеем: 0,125 бара и 16 л.
Следовательно, 0,125 • 16 = ....
В рассматриваемом примере произведение давления и соответствующего объема всегда дает число ....
В самом деле, все произведения имеют одинаковую величину.
Повторите материал начиная с рубрики 43.
7.	Неправильно. Будем решать эту задачу поэтапно начиная с рубрики 77.
8.	Вы недостаточно наблюдательны, иначе сразу заметили бы, какие изменения показаны на схематическом рисунке.
Вернитесь к рубрике 21.
9.	По-видимому, вы ошиблись. Решим эту задачу поэтапно начиная с рубрики 59.
10.	При увеличении давления объем газа уменьшается.
Выражения вроде «будет уменьшаться» недостаточно точны для научной работы. При проведении экспериментов необходимо знать давление и объем газов точно, т.е. в численном выражении.
Давление принято измерять в барах.
1 бар-это давление, которое сила в 105 Н (Н-ньютон) оказывает на поверхность площадью в 1 м2. Таким образом,
1бар=105Н/м2
(Раньше давление часто выражали в атмосферах, сокращенно атм. 1 атм приблизительно 1 бар.)
Вычислите теперь давление в барах, создаваемое силой 18-105 Н на поверхности площадью 6 м2.
•	Давление	равно	18 барам	-»	2
•	Давление	равно	9 барам	-+	20
•	Давление	равно	6 барам	-♦	28
•	Давление равно 3 барам	39
•	Не знаю,	как вычислить	->	47
11.	Неправильно. На самом деле атмосферное давление, или давление воздуха, уменьшается при увеличении высоты! Поэтому в горных районах, фу? ‘ расположенных достаточно высоко над уровнем моря, давление должно быть ?/ .	, чем на уровне моря. Переходите к рубрике 62.
12.	По-видимому, вы ошиблись. Решим эту задачу поэтапно начиная с рубрики 59.
13.	Да, во всех случаях произведение давления и объема газа одинаково и равно 2.
Это позволяет нам вычислить увеличение объема при уменьшении давления.
Вычислите, каким окажется объем газа (который при давлении 1 бар имеет объем 100 л), если его давление уменьшится до 0,5 бара.
Проверьте ответ в рубрике 24.
14.	Вы не учли то обстоятельство, что газообразные хлор, водород, азот и кислород существуют только в форме двухатомных молекул, т.е. как С12, Н2,
N2 и О2.
Рекомендуем вам повторно проработать программы 7 и 9, а затем снова начать с рубрики 1 данной программы.
15.	Неправильно. Решим теперь эту задачу поэтапно начиная с рубрики 77.
16.	Правильный ответ таков: 1 м3 = 1 000000 см3
А теперь вернемся к нашим экспериментам с воздушным насосом. Представим себе насос, не имеющий выпускного отверстия, так что воздух не может выйти из него. Если сжимать воздух в таком насосе, то, чем больше будет давление, тем ... (меньше/больше) будет объем воздуха. Завершите это предложение и переходите к рубрике 68.
17. 1 м3 = 1 000 л
О том, какие вычисления следует провести, чтобы получить этот результат, рассказано в рубрике 56.
18.	. 1 л = 1 000 см3
О том, какие вычисления следует провести, чтобы получить этот результат, рассказано в рубрике 46.
19.	По-видимому, вы сделали ошибку при вычислениях.
В первом случае имеем: 1 бар и 2 л.
Следовательно, 1-2 = 2.
Во втором случае имеем: 2 бара и 1 л.
Следовательно, 2 • 1 = ....
В третьем случае имеем: 4 бара и 0,5 л.
Следовательно, 4 • 0,5 =.
Наконец, в четвертом случае имеем: 8 бар и 0,25 л.
Следовательно, 8• 0,25 =....
Таким образом, в нашем примере произведение давления
и соответствующего объема всегда равно ....	чД .
Значит, все произведения оказываются одинаковыми.
Переходите к рубрике 43.
20.	Неправильно. Вычисления следует провести таким образом:
Если сила в 18-10s Н действует на поверхность площадью в 6 м2, то давление в расчете на каждый квадратный метр должно быть равно
18105Н
- - -2- = ? бар
6 м
Прочтите еще раз рубрику 10.
21.	В рассматриваемом примере газ при давлении 10 бар должен занимать объем Юл, поскольку
10-10= 100
А что будет происходить, если уменьшать давление?
la
1 dap
Рис. 16
0,5 бара
Ничего не произойдет Объем газа уменьшится Объем газа увеличится
'. • 'Лп
0,25 бара
- 44
->	8
- 35
22.	Неправильно. Напомним, что газ находится в сосуде при пониженном давлении, равном 0,5 бара. Давление окружающего воздуха составляет 1 бар, т.е. больше! Если бы в сосуде появилось отверстие, наружный воздух
142
Программа 10
устремился бы в сосуд и втекал в него до тех пор, пока давление снаружи и внутри сосуда не стало одинаковым. Переходите к рубрике 34.
10
23.	Газ, занимающий объем 80 л при давлении 12,5 бара, окажется под давлением всего 0,25 бара, когда он займет объем 4 м3 (или 4 000 л).
Следует проводить различие между тремя понятиями: Пониженное давление Повышенное давление Атмосферное давление
Окружающий воздух, т.е. атмосфера, оказывает на нас давление, называемое атмосферное давление. Мы не ощущаем этого давления, потому что наш организм привык к нему. На больших высотах атмосферное давление, однако, намного меньше, и тогда говорят, что воздух «становится разреженным». По этой причине воздухоплавательные аппараты оборудуют герметизированными кабинами, в которых давление, необходимое для нашего организма, поддерживается на заданном уровне.
Ну а какую величину имеет атмосферное давление?
На уровне моря оно приблизительно 1 бар. А как отличается давление воздуха в горных районах от давления на уровне моря?
•	Оно	больше, чем на уровне моря	->	36
•	Оно	меньше, чем на уровне моря	->	62
•	Оно	такое же, как на уровне моря	-»	11
24.	При давлении 0,5 бара рассматриваемый газ имеет объем 200 л, потому что при уменьшении давления вдвое, объем газа должен стать вдвое больше.
При давлении 1 бар имеем: 1 • 100= 100
При давлении 0,5 бара имеем: 0,5-200= 100
Мы видим, что и в этом примере произведение давления и объема всегда остается постоянным.
Из этого можно сделать общий вывод, что между давлением р и объемом v газа всегда должно выполняться следующее соотношение:
р-г = const,	где const-постоянное число
Предполагается, что это постоянное число имеет различные значения в различных ситуациях (в рассмотренных нами примерах оно принимало значения 2 и 100). Однако в каждой конкретной ситуации значение этого числа остается постоянным независимо от того, какие изменения происходят с давлением и объемом.
Теперь вы должны справиться со следующей задачей:
Газ заключен в объеме 150 л при давлении 3 бара. Каким станет объем этого газа, если его сжать подвижным поршнем до давления 9 бар?
•	25 л		7
•	50 л	—►	45
•	100 л	—>	15
•	250 л	—>	37
•	450 л	—>	65
•	500 л	—>	57
•	Не могу вычислить	—>	77

М3
25.	Видно, что вы хорошо усвоили и запомнили материал, пройденный ранее.
Газообразные хлор, водород, азот и кислород существуют только в форме двухатомных молекул (Cl2, Н2, N2 и О2). Для этих элементов молекулярная масса всегда вдвое превышает атомную массу.	।
При выполнении химических экспериментов с этими газами часто бывает недостаточно знать лишь их молекулярные массы. Нередко требуется точно определить количество газа, используемого в конкретном эксперименте.
В случае твердых веществ или жидкостей это удобно сделать взвешиванием необходимых количеств вещества. Жидкие вещества, кроме того, можно измерять по объему, например набирая один литр жидкости. ,
По ряду причин, которые будут обсуждаться позже, взвешивание или измерение количества газов часто оказывается довольно трудным.
Количества твердых и жидких веществ определяют ..., а объем жидкости -......
Переходите к рубрике 32.
26.	По-видимому, вы ошиблись при вычислениях.
В первом случае имеем: объем 2 л при давлении 1 бар. Следовательно, 1-2 = 2.
Во втором случае имеем: 4 л при 0,5 бара.
Следовательно, 0,5 • 4 = 2.
В третьем случае имеем: 8 л при 0,25 бара.
Следовательно, 0,25 • 8 = ... .
В четвертом случае имеем: 16 л при 0,125 бара. Следовательно, 0,125  16 = ....
Таким образом, в рассматриваемом примере произведение давления и соответствующего ему объема всегда дает результат ....
Таким образом, все произведения имеют одинаковое значение.
Повторите материал начиная с рубрики 43.
27.	Неправильно. Напомним, что газ находится в сосуде под пониженным давлением, равным 0,5 бара. Давление окружающего воздуха 1 бар, т.е. больше.’ Если бы в сосуде появилось отверстие, наружный воздух устремился бы в сосуд и втекал в него до тех пор, пока давление снаружи и внутри сосуда не стало одинаковым. Переходите к рубрике 34.
28.	Неправильно. Вычисления следует провести таким образом:
Если сила 18-105 Н действует на поверхность площадью 6 м2, то давление в расчете на каждый квадратный метр должно быть равно
18-105 Н
6 м2
Прочтите еще раз рубрику 10.
29. 1 м3 = 1 000 л
О том, какие вычисления следует провести, чтобы получить этот результат, рассказано в рубрике 56.
30.	1 л = 1 000 см3
А теперь вычислите, сколько кубических сантиметров содержится в 1 м3.
Проверьте ответ в рубрике 16.
31.	По-видимому, вы сделали ошибку при вычислениях.
В первом случае имеем: 1 бар и 2 л.
Следовательно, 1-2 = 2.
Во втором случае имеем: 1 л и 2 бара.
Следовательно, 2-1 = ....
В третьем случае имеем: 0,5 л и 4 бара.
Следовательно, 4 • 0,5 = ....
В четвертом случае имеем: 0,25 и 8 бар.
Следовательно, 8 • 0,25 = ....
Значит, в нашем примере при умножении давления на соответствующий объем произведение всегда равно .... Переходите к рубрике 43.
32.	Количества (массы) твердых и жидких веществ определяют взвешиванием, а объем жидкости - измерением объема.
Как мы убедимся вскоре, определение количества газа осуществляется гораздо труднее.
Приходилось ли вам когда-нибудь накачивать камеру велосипедной шины? Наверняка приходилось! Попробуем разобраться подробнее, что происходит при этом. Воздух в насосе сжимается до тех пор, пока его давление не станет настолько большим, что он сможет пройти через клапан в камеру шины.
В этом примере важно обратить внимание на то, что воздух можно сжимать. (Твердые и жидкие вещества сжимаются гораздо труднее!)
Когда воздух сжимают, его объем ... (увеличивается/уменьшается), а давление сжатого газа ... (увеличивается/уменьшается). Проверьте ответ в рубрике 10.	'
33.	Неправильно. Вы не учли то обстоятельство, что газообразные хлор, водород, азот и кислород существуют только в форме двухатомных молекул, т.е. как Cl2, Н2, N2 и О2.
Рекомендуем вам повторно проработать программы 7 и 9, а затем снова начать с рубрики 1 данной программы.
34.	Правильно. Воздух будет втекать в сосуд, пока давление в нем не уравняется с давлением внешнего воздуха.
Если в замкнутом сосуде имеется газ, давление которого больше 1 бара (как на примере, иллюстрируемом приведенным ниже рисунком, когда давление составляет 3 бара), то говорят, что газ находится под повышенным давлением.
р= 3 бара
Рис. 17
Теоретические основы (IV)
145
Что произойдет, если в таком сосуде просверлить отверстие?
Воздух будет втекать в сосуд	-> 64
Газ начнет вытекать из сосуда	-> 82
Ничего не произойдет	->	51
35.	Правильно. Когда давление газа уменьшается, он расширяется и, следовательно, занимает больший объем.
Например, газ может иметь:
объем 2 л при давлении 1 бар
объем 4 л при давлении'0,5 бара
объем 8 л при давлении 0,25 бара
объем 16 л при давлении 0,125 бара
Вычислите для каждого примера произведение давления
и соответствующего ему объема, записывая вычисления таким образом: Давление • Объем
1-2 = 2
0,5-4=....
и т.д.
Теперь сопоставьте между собой полученные вами произведения. Что обращает на себя внимание при сопоставлении этих результатов?
•	Произведения уменьшаются по величине	->	26
•	Произведения увеличиваются по величине	->	6
•	Все произведения имеют одинаковые значения	->	13
10
36.	Неправильно. На самом деле атмосферное давление (или давление воздуха) уменьшается при увеличении высоты над уровнем моря! Поэтому в горных районах, расположенных достаточно высоко над уровнем моря, атмосферное давление должно быть ..., чем на уровне моря.
Переходите к рубрике 62.
37.	Неправильно. Решим теперь эту задачу поэтапно начиная с рубрики 77.
38.	I л = I 000 см3
О том, как получить этот результат, сказано в рубрике 46.
39.	Совершенно верно. Давление в самом деле равно 3 барам.
Объем газа принято измерять в литрах. Объемы газов, значительно меньшие 1 л, измеряют в кубических сантиметрах (см3), а объемы, значительно большие 1 л,-в кубических метрах (м3).
Знаете ли вы, сколько литров содержится в 1 кубическом метре?
• Юл	- 17
•	100 л •	1000 л •	10000 л • Не знаю	-> 29 -	5 -» 50 -> 56
10-1073
146
Программа 10
40.	Ваш ответ неправилен. За разъяснениями обратитесь в рубрику 125.
10
41.	Совершенно верно. Если вы сразу дали такой ответ, это означает, что вы хорошо продвигаетесь в усвоении данной программы.
Поскольку в обеих частях уравнения рассматриваемой реакции число молей исходных веществ и продуктов реакции одинаково,
Н2 + Cl2 - 2НС1
22,4 л 22,4 л 2-22,4 л
то общее число молей газообразных веществ не изменяется. Поэтому давление в сосуде должно остаться постоянным, и, когда сосуд погружают краном в тарелку с ртутью и открывают кран, ничего не происходит.
Это нетрудно понять, потому что мы уже говорили, что газообразные водород и хлор состоят из двухатомных молекул.
Описанное наблюдение, однако, является чрезвычайно важным, потому что оно позволяет убедиться, что газообразные водород и хлор действительно состоят из молекул Н2 и С12 соответственно (а не из атомов Н и С1).
Попробуем разобраться в этом получше.
Если бы водород и хлор состояли из атомов, уравнение реакции между ними должно было иметь вид
Н + С1 -> НС1
1 г 35,5 г 36,5 г
и соответствующие объемы при нормальном давлении должны были быть такими:
22,4 л 22,4 л 22,4 л
Суммарный объем исходных веществ в этом случае равнялся бы 44,8 л, а объем продуктов реакции 22,4 л. Следовательно, в результате такой реакции объем газа должен был уменьшиться вдвое (при постоянном давлении).
Однако ничего подобного в нашем эксперименте не происходит.
То, что наблюдается в этом эксперименте, можно объяснить, только если водород и хлор присутствуют в форме молекул Н2 и С12.
Впервые предположение о существовании молекул в газах было высказано итальянским ученым Авогадро в 1811 г. Он сформулировал следующий закон:
В равных' объемах всех газов при постоянных температуре и давлении содержится одинаковое число молекул.
Перепишите закон Авогадро и выучите его наизусть.
Мы уже знакомы с утверждением, что:
1 моль любого газа при ... занимает объем ... л.
Запишите это утверждение полностью, вставив в него пропущенные слова, а затем проверьте правильность своей записи в рубрике 91.
42.	Ваши вычисления неправильны. Прочтите объяснение в рубрике 117.
43.	Да, во всех случаях умножение давления на объем газа дает одинаковое произведение, а именно 2.
Это важный результат.
Если мы возьмем определенное количество газа и подвергнем его сжатию
Теоретические основы (IV)
147
при различных давлениях, то теперь мы знаем, что произведение его давления и объема должно всегда иметь постоянное значение.
В нашем конкретном примере это значение всегда равно 2.
Рассмотрим еще один пример. Определенное количество газа подвергают последовательному сжатию:
а)	При давлении 1 бар газ имеет объем 100л.
б)	При давлении 2 бара газ имеет объем 50 л.
в)	При давлении 4 бара газ имеет объем 25 л.
г)	При давлении 8 бар газ имеет объем 12,5 л.
д)	При давлении 16 бар. газ имеет объем 6,25 л.
Перемножьте в каждом случае давление и соответствующий ему объем. Какой результат вы получили в каждом случае?
Проверьте ответ в рубрике 4.
10
44.	По-видимому, вы невнимательны, иначе заметили бы, какие изменения в объеме газа изображены на схематическом рисунке.
Вернитесь к рубрике 21.
45.	Совершенно верно.
pv = 450
9 • 50 = 450
Г аз, занимающий объем 150 л при давлении 3 бара, должен иметь объем 50 л при давлении 9 бар.
Попробуйте теперь решить новую задачу.
Газ занимает объем 80 л при давлении 12,5 бара.
Каким должно быть давление этого газа, когда он занимает объем 4 м3? (Особенность этой задачи в том, что сначала вам придется перевести 4 м3 в литры.)
•	25,0 бар	->	80
•	2,5 бара	->	12
•	0,25 бара	->	23
•	0,025 бара	->	9
•	Получен другой результат,
или не знаю, как вычислить ->	59
46.	Чтобы ответить на вопрос, сколько кубических сантиметров содержится в 1 л, напомним, что один литр-это объем куба со стороной 10 см, т.е.
1 л = 10 см • 10 см • 10 см
Остается только провести вычисления. Проверьте результат в рубрике 30.
ю*
148
Программа 10
47.	Мы уже говорили, что 1 бар-это давление, оказываемое силой 105 Н на поверхность площадью 1 м2, т.е.
105 Н
1 баР = —т-
1 м
Следовательно, давление определяется в расчете на площадь в 1 м2. Наша задача формулируется так: каково давление (в барах), создаваемое силой 18-105 Н на поверхности площадью 6 м2?
Если сила 18-105 Н действует на поверхность площадью 6 м2, то на каждый квадратный метр оказывается давление
18 -105 Н/6 м2, или ——- — = ? бар
6 м
10
Теперь остается только провести вычисления. Какой у вас получился ответ? Проверьте его в рубрике 39.
48.	Сколько граммов воды образуется при соединении 44,8 л водорода с 22,4 л кислорода (при нормальных условиях)?
Задача решается следующим образом:
1.	44,8 л водорода = 2 моля Н2,
22,4 л кислорода= 1 моль О2.
2.	Уравнение реакции: 2Н2 + О2 -> 2Н2О.
2 моля Н2 и 1 моль О2 дают 2 моля воды.
3.	2 моля воды = ... г.
Переходите к рубрике 76.
49. Совершенно верно.
48 г О2= 1,5 моля	о2	= 33,6 л (при давлении	1	бар и 0°С)
		= 16,8 л (при давлении	2	бара и 0°С)
73 г НС1 = 2 моля	НС1	= 44,8 л (при давлении	1	бар и 0°С)
		= 22,4 л (при давлении	2	бара и 0°С)
Какой объем должны занимать 56 г азота при давлении 4 бара и 0°С? Запишите ответ и проверьте его в рубрике 66.
50.	1 м3 = 1 000 л
О том, какие вычисления следует провести, чтобы получить этот результат, рассказано в рубрике 56.
51.	Вы работаете недостаточно хорошо. Вам следует еще раз очень внимательно проработать программу начиная с рубрики 23.
52.	При разложении 18 г воды получается 22,4 л водорода и 11,2 л кислорода (при нормальных условиях).
Теперь вам нетрудно будет ответить на следующий вопрос:
Сколько граммов воды образуется при соединении 44,8 л водорода с 22,4 л кислорода (при нормальных условиях)?
•	18 г	->	95
Теоретические основы (IV)
149
•	36 г	->	76
•	54 г	->	114
•	Не знаю	->	48
53.	Хорошо, что вы не стали выбирать ответ наугад. Но все же, почему вы не попытались получить правильный ответ, хорошенько подумав над поставленным вопросом?
Продолжайте чтение с рубрики 117.
54.	Чтобы определить, произошло ли изменение давления в ходе реакции в сосуде, необходимо знать, сколько молей газообразных исходных веществ присутствовало в сосуде до реакции и сколько газообразных продуктов реакции присутствует там после ее окончания.
Из уравнения реакции
С12 +	Н2 ->	2НС1
22,4 л	22,4 л	2-22,4 л
можно видеть, что из 1 моля хлора (22,4 л) и 1 моля водорода (22,4 л) образовалось 2 моля (44,8 л) хлороводорода.
Число молей газообразных веществ в каждой части этого уравнения одинаково и равно 2. Следовательно, в данной конкретной реакции число молей газообразных веществ остается постоянным. В начале реакции присутствуют молекулы хлора и водорода, а в конце реакции образуется такое же число молекул хлороводорода.
Рис. 19
Какой вывод можно сделать из этого наблюдения?
Рассмотрим еще раз последний эксперимент. В сосуде А находился хлор (при нормальном давлении), а в сосуде В находился водород (тоже при нормальном давлении). Мы открыли кран b и облучили смесь
150
Программа 10
ультрафиолетовым светом. Это вызвало реакцию между хлором и водородом, в результате которой образовался хлороводород. Залем сосуд погрузили краном а в тарелку со ртутью, как показано на рисунке.
Что должно произойти, если открыть кран а?
•	Из-за повышенного давления в сосуде часть хлороводорода выйдет из него	-» 118
•	Поскольку в ходе реакции давление в сосуде не изменилось, ничего не произойдёт	-»	41
•	Из-за пониженного давления в сосуде некоторое количество
ртути поднимется в нижнюю часть сосуда	->	90
10
55.	Объем исходных веществ (N2 + ЗН2 при нормальных условиях), Еисх равен 89,6 л.
Объем конечных продуктов (2NH3 при нормальных условиях), Уконеч равен 44,8 л.
Отношение этих объемов равно
Ксх/Ко„еч= 89,6/44,8
Это отношение можно упростить, разделив числитель и знаменатель на общий делитель, позволяющий получить как объем меньшие целые числа. С такими малыми числами гораздо легче иметь дело. Вы же недостаточно упростили полученное отношение.
Числа 89,6 и 44,8 можно разделить на 44,8!
Выполните это деление и запишите полученное упрощенное отношение
^исх/Уконеч = .../...
Проверьте результат в рубрике 94.
56.	Чтобы ответить на вопрос о том, сколько литров содержится в одном кубическом метре, будем рассуждать следующим образом.
Один литр-это объем куба со стороной 10 см, значит,
10 см- 10 см -10 см = 1 л,
иначе, 1 дм  1 дм • 1 дм = 1 дм3 = 1 л
(дм-дециметр; 1 дм = 10 см, 1 м = 10 дм).
1 м3-это объем куба со стороной 1 м, значит,
1 м -1 м-1 м = 1 м3,
иначе, 10 дм-10 дм-10 дм = 1 000 дм3 = 1 000 л.
Переходите к рубрике 5.
57.	Неправильно. Решим теперь эту задачу поэтапно начиная с рубрики 77.
58.	Нормальными условиями являются: Давление 1 бар (или, точнее, 1,013 бара). Температура 0°С
Конец программы 10.
Теоретические основы (IV)
1S1
59.	Покажем, как проводится поэтапное решение этой задачи.
Задача заключается в следующем.
Газ занимает объем 80 л при давлении 12,5 бара. Каким станет давление этого самого количества газа, если он будет занимать объем 4 м3?
Начнем с вычисления произведения p-v, которое представляет собой постоянное число. Поскольку р = 12,5 бара и v = 80 л, указанное постоянное число должно быть равно
12,5-80=1000
Однако, прежде чем продвинуться дальше, нам придется перевести 4 м3 в литры. (Поскольку мы получили наше постоянное число как произведение 12,5 бара и 80 л, следует теперь придерживаться таких же единиц измерения давления и объема и указывать соответствующие величины в барах и литрах.) 1 м3 = 1000 л 4 м3 = 4000 л
Согласно известному нам закону, р • v = const
Нам известны объем газа и постоянная величина const:
v= 4000 л
const = 1000
но давление газа р остается неизвестным.
Запишем уравнение
р-4000= 1000
Определите теперь число, на которое следует умножить 4000, чтобы в результате получилось 1000!
Проверьте ответ в рубрике 73.
10
60.	1 л = 1 000 см3
О том, какие вычисления следует провести, чтобы получить этот результат, рассказано в рубрике 46.
61.	5,6 л водорода при нормальных условиях имеют массу 0,5 г.
Приведем еще один пример задачи, которую можно решить на основе приобретенных вами знаний.
Сколько литров водорода и сколько литров кислорода образуются при нормальных условиях, если подвергнуть 18 г воды разложению при помощи постоянного тока?
При необходимости обратитесь за разъяснениями в рубрику 72.
Если же у вас нет в этом необходимости, то приступайте к самостоятельному решению задачи и проверьте затем ответ в рубрике 52.
62.	Да, давление в горных районах меньше, чем на уровне моря.
Если газ находится в замкнутом сосуде под давлением р, которое меньше 1 бара (на приведенном здесь рисунке р = 0,5 бара), то говорят, что он находится под пониженным давлением.
152
Программа 10
Рис. 20
Что произойдет, если в сосуде просверлить отверстие?
Воздух будет втекать в сосуд	->	34
Газ начнет вытекать из сосуда	-> 22
Ничего не произойдет	->	27
10
63.	p-v = const
Разумеется, этот закон справедлив только при условии, что температура газа поддерживается постоянной. Мы уже знаем, что: 1 моль любого газа при ..... занимает объем ... л.
Завершите это предложение и проверьте свою запись в рубрике 99.
64.	Вы работаете недостаточно хорошо. Вам следует еще раз внимательно проработать программу начиная с рубрики 23.
65.	Неправильно. Решим теперь эту задачу поэтапно. Прочтите объяснения в рубрике 77.
66.	Правильный ответ: 11,2 л.
56 г N2 (2 моля) при давлении 1 бар и 0°С = 44,8 л.
44,8 л
56 г N2 при давлении 4 бара и 0°С =—-—=11,2 л.
Таким образом, четырехкратное увеличение давления уменьшает объем газа до четверти его первоначального значения. Можно также воспользоваться формулой p-v = const; с ее помощью получим
1  44,8 = 44,8 (р = 1 бар, v = 44,8 л)
4  х = 44,8 (р = 4 бара, v = х л)
44,8
= 11,2 л
Какой объем должны занимать 10 г водорода при 0°С и давлении 20 бар?
•	112,0 л	—>	79
•	56,0 л	—>	86
•	11,2 л	—>	107
•	5,6 л	—>	97
•	Получен другой результат	—>	115
67.	Ваш ответ не вполне правилен. Обратитесь за разъяснениями в рубрику 55.
Теоретические основы (IV)
68.	Правильно: чем больше давление, тем меньше объем газа.
Представим себе теперь, что газ объемом 2 л находится в цилиндре с поршнем под давлением 1 бар.
Подвижный поршень ~~
16ар
Цилиндр

Рис. 21
Если давление постепенно увеличивать, пока оно не удвоится, т.е. станет равным 2 барам, то поршень придется опустить вниз, пока объем газа не станет вдвое меньше.
\^р = 2дара
 v-^л •
Рис. 22
А каким будет объем газа, если давление еще раз удвоить, т.е. если оно возрастет до 4 бар?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 3.
69.	Закон Авогадро утверждает, что:
В равных объемах всех газов при одинаковых давлении и температуре содержится равное число молекул.
Мы научились различать:
Пониженное давление
Повышенное давление
Атмосферное давление
Все газы расширяются при нагревании и снова сжимаются при охлаждении.
Что понимается под нормальными условиями?
Запишите определение нормальных условий и проверьте ответ в рубрике 58.
70.	Этот вопрос не из легких. Вы хорошо сделали, что не стали отвечать наугад. Описанное экспериментальное наблюдение подробно объясняется в рубрике 54.
71.	Как водород, так и азот существуют в форме двухатомных молекул, т.е. Н2 и N2
Программа 10
Г моль Н2 = 2 г водорода 1
1 моль N2 = 28 г азота
10 г Н2 = 5 молей Н2
56 г N2 = 2 моля N2
1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л. Следовательно, 5 молей Н2 занимают объем ... л.
2 моля N2 занимают объем ... л.
Переходите к рубрике 119.
72.	18 г воды разлагают при помощи постоянного тока. Сколько литров водорода и сколько литров кислорода получится при этом (при нормальных условиях)?
Начнем с записи уравнения реакции. (Отметим, что запись уравнения реакции является отправной точкой всех вычислений, касающихся химических процессов.)
2Н2О ->• 2Н2 + О2
Это уравнение означает, что при разложении 2 молей воды образуется 2 моля водорода и 1 моль кислорода.
Сколько молей воды содержится в 18 г воды? Если вы можете ответить на этот первый вопрос, то решение всей задачи не составит для вас особого труда. Проверьте ответ в рубрике 52.
Если вам трудно ответить на поставленный вопрос, обратитесь за помощью в рубрику 89.
73.	Это число должно быть равно 0,25, поскольку
0,25-4000= 1000	'
Следовательно, когда рассматриваемый газ занимает объем 4000 л = 4 м3, его давление составляет 0,25 бара.
Переходите к рубрике 23.
74.	Неправильно. Тот факт, что присущая хлору окраска исчезла, указывает, что два газа прореагировали между собой. Если бы в сосуде присутствовала только смесь газов, водород просто разбавлял хлор и это лишь уменьшило бы интенсивность зеленой окраски хлора.
Ответьте еще раз на вопрос, поставленный в рубрике 97.
75.	Чтобы упростить решение задачи, предположим, что воздух заключен не в сосуде с неизменным объемом, а в цилиндре с подвижным поршнем.
р = 1 бар
_—20°С
Рис. 23
Теоретические основы (IV)
155
Рис. 24
На рис. 23 изображен цилиндр, содержащий воздух при давлении 1 бар.
10
На левом рис. 24 показано, что в результате нагревания воздуха от 20 до 150°С он расширился. Подвижный поршень переместился вверх. Следовательно, объем воздуха, заключенного в сосуде, стал больше.
На правом рис. 24 показано, что воздух, замкнутый в сосуде, приведен к исходному объему, который он занимал при 20°С. Это сделано путем сжатия, например нагружения поршня. В процессе сжатия давление воздуха возрастает.
При помощи указанных экспериментов вам легче будет правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 96.
76.	Правильно: при соединении 44,8 л водорода и 22,4 л кислорода образуется 36 г воды.
Теперь кратко повторим основные положения пройденного материала.
Давление и объем газов находятся во вполне определенной взаимосвязи друг с другом. Если давление возрастает, объем газа должен .... Завершите это предложение и проверьте его в рубрике 92.
77.	Решим эту задачу поэтапно.
• Из рассмотрения предыдущих примеров вы должны знать, что
р • v = const
Произведение давления р и объема v дает некоторое число (обозначенное здесь const). Это число имеет постоянное значение для заданного количества газа, заключенного в сосуд, независимо от давления данного газа. Любые изменения давления, разумеется, будут приводить к изменениям объема газа.
Наша задача решается следующим образом.
Газ заключен в сосуд объемом 150 л при Давлении 3 бара. Какой объем должен занимать этот газ, если его давление повысится при помощи подвижного поршня до 9 бар?
Начнем с вычисления числа, обозначенного выше как const. Поскольку р = = 3 барам и v = 150 л, то
р. v = 3 • 150 = 450
Следовательно, искомое число (const) равно 450.
Программа 10
Каким будет объем этого газа, когда его давление повысится до 9 бар? рv=450
9 х = 450
Какое число х при умножении на 9 даст 450?
Дайте ответ и проверьте его в рубрике 45.
78.	Закон Авогадро утверждает, что:
В равных объемах всех газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул.
Для дальнейшего обсуждения нам понадобятся некоторые молекулярные массы. Поэтому вычислите молекулярные массы следующих веществ:
Водород
Хлор
Хлороводород (НО)
Аммиак (NH3)
Необходимые атомные массы: Н=1; С1= 35,5; N = 14. Переходите к рубрике 108.
79.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 115.
80.	По-видимому, вы ошиблись. Решим эту задачу поэтапно начиная с рубрики 59.
81.	Ваш ответ не вполне правилен. За разъяснениями обратитесь в рубрику 55.
82.	Совершенно верно. Газ будет вытекать из сосуда, пока давление снаружи и внутри сосуда не станет одинаковым. (Вспомните, например, что происходит при проколе велосипедной шины.)
А теперь вставьте недостающие слова в следующие предложения:
Когда давление газа меньше 1 бара, говорят, что он находится при ....
Когда давление газа больше 1 бара, говорят, что он находится при .....
Проверьте ответы в рубрике 96.
83.	Эту задачу следует решать таким образом:
71г хлора занимает объем 22,4 л.
х г хлора занимают объем 1 л.
71
Следовательно, х = - г хлора должны занимать объем 1 л.
Итак, какую же массу имеет 1 л хлора? Проверьте ответ в рубрике 120.
84.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 125.
85.	Совершенно верно. Давление в закрытом сосуде, наполненном воздухом, должно возрасти при нагревании, потому что воздух лишен возможности расширяться.
Теоретические основы (IV)
Запомните следующее:
1.	Все газы при нагревании расширяются.
2.	Все газы при охлаждении сжимаются.
Поскольку все газы поддаются сжатию и поскольку газы расширяются или сжимаются в зависимости от изменения температуры, всегда необходимо указывать условия, при которых производится измерение объемов газа, т.е. указывать давление и температуру газа. Для получения строго сопоставимых данных вводится понятие нормальные условия, которое означает
давление 1,013 бара и температура 0°С
В соответствии с этим если указано, что объем газа измерен при нормальных условиях (н.у.), то это означает, что газ находится под давлением 1,013 бара и при температуре 0°С.
Для упрощения давление 1,013 бара в дальнейшем заменяется округленным значением 1 бар.
Обсудим теперь подробнее свойства газов и их реакции. Начнем с очень важного экспериментального факта:
1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Это следует твердо запомнить.
Приведем несколько примеров:
1 моль N2 (28 г) = 22,4 л азота при н.у.
1 моль С12 (71 г) = 22,4 л хлора при н.у.
Н.у.-это сокращенное обозначение «нормальных условий» (нормальных температуры и давления).
Учитывая сказанное, попытайтесь решить следующую задачу:
Какой объем занимают 32г кислорода при н.у.?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 100.
86.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику П5.
87.	Искомый результат получается таким образом:
32
мг=22’4л
Правило, определяющее молярный объем любого газа (при нормальных условиях), может применяться ко многим типам задач.
Вот один из примеров.
Допустим, что имеется 5,6 л водорода при нормальных условиях. Сколько граммов водорода содержится в этом объеме газа?
•	1г	->110
•	0,5	г	->	61
•	0,25 г	->	42
•	Не	знаю	-»	53
88.	Хорошо, что вы не стали выбирать ответ наугад только потому, что вычисленные вами значения не совпадают с приведенными в других ответах.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 71.
89. 18 г воды разлагают при помощи постоянного тока. Сколько литров Н2 и сколько литров О2 образуется при этом?
Программа 10
I5X
Эту задачу следует решать таким образом:
1.	Уравнение реакции имеет вид 2Н2О -> 2Н2 + О2
Из 2 молей воды получаются 2 моля водорода и 1 моль кислорода.
2:	Сколько молей воды содержится в 18 г воды?
Молекулярная масса воды равна 18 (1 + 1 + 16). Следовательно, 18 г воды-это как раз 1 моль.
3.	Из 2 молей воды получается 1 моль О2.
Следовательно, из 1 моля воды получится 0,5 моля О2, т.е. 11,2 л.
4.	Из 2 молей воды получается 2 моля Н2.
Следовательно, из 1 моля воды получится 1 моль Н2, т.е. 22,4 л.
Значит, при разложении 18 г воды получится ... л водорода и ... л кислорода (при нормальных условиях).
Переходите к рубрике 52.
1
90.	Неправильно. Газ в сосуде не находится при пониженном давлении.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 104.
91.	Проверьте вашу запись:
1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Теперь рассмотрим реакцию образования аммиака (NH3). Она описывается уравнением
N2 + ЗН2 -Г 2NH3
Перепишите это уравнение, а затем укажите под исходными веществами и продуктами реакции объем, который должно занимать каждое из этих газообразных веществ при нормальных условиях (аммиак при нормальных условиях представляет собой газ). Эти объемы можно определить, руководствуясь молярными ртношениями веществ, указанными в уравнении реакции.
Проверьте ответ в рубрике 122.
92.	Если давление возрастает, объем газа должен уменьшаться. Заметим, что справедливо и обратное утверждение, а именно:
Если давление уменьшается, объем газа должен увеличиваться.
Зависимость такого типа может быть математически представлена уравнением
P-v= ...
Запишите это уравнение полностью и проверьте его в рубрике 63.
93.	Неправильно. Хлороводород не находится при пониженном давлении. За разъяснениями обратитесь в рубрику 54.
94.	Совершенно правильно. В реакции
N2 + ЗН2 -4 2NH3
отношение объема исходных веществ (У„сх) к объему конечных продуктов Конеч равно 2:1.
Теоретические основы (IV)
Объем исходных веществ (89,6 л) вдвое превышает объем конечных продуктов (44,8 л).
Наш рисунок с цилиндром, имеющим подвижный поршень, приобретает теперь такой вид:
Рис. 25
Очевидно, что число молекул в ходе реакции уменьшается; поэтому объем газа становится меньше. Это наблюдение согласуется с законом ....
Впишите название закона и переходите к рубрике 78.
95.	Ваши вычисления неправильны. За разъяснениями обратитесь в рубрику 48.
96.	Давление меньше 1 бара называется пониженное давление.
Давление больше 1 бара называется повышенное давление.
(Программа, которую вы сейчас прорабатываете, довольно длинна.
Поскольку сейчас вы находитесь приблизительно на середине ее, чтобы не переутомляться, можете сделать в этом месте перерыв. Если вы решите поступить таким образом, отметьте место, на котором прервали чтение, например, при помощи закладки.)
Познакомимся теперь еще с одним законом поведения газов:
Все газы при нагревании расширяются.
Что же произойдет, если газ, находящийся в закрытом сосуде при 20°С, нагреть до 150°С? (Заметим, что, поскольку сосуд закрыт, объем газа не может увеличиваться; другими словами, никакое расширение газа невозможно.)
•	Давление	в	сосуде	уменьшится	-♦	112
•	Давление	в	сосуде	увеличится	->	85
•	Давление	в	сосуде	не изменится	->	105
•	Не знаю	->	75
97.	Правильно: Юг водорода при 0°С и давлении 20 бар должны занимать объем 5,6 л.
Обсудим теперь следующие эксперименты.
На приведенном ниже рисунке изображен стеклянный сосуд, состоящий из двух одинаковых емкостей (А и В), каждая из которых имеет объем 22,4 л. Обе эти емкости соединены между собой при помощи трубки с краном, а также имеют краны, сообщающие их с воздухом. Объем А наполнен хлором, а объем В наполнен водородом.
Кран с
Кран b
Крана рис. 26
160
Программа 10
Давление в обеих частях сосуда равно атмосферному давлению. В первый момент все краны закрыты. Затем прибор помещают под лампу ультрафиолетового света либо выставляют на яркий солнечный свет и открывают кран Ь, соединяющий объемы А и В. По исчезновению зеленовато-желтой окраски хлора можно заключить, что после открывания среднего крана два газа смешиваются и реагируют между собой.
Что образуется, когда хлор реагирует с водородом?
Хлороводородная (соляная) кислота	->	121
Хлороводород	113
Смесь хлора с водородом	->	74
98.	71 г хлора (1 моль) при нормальных условиях должен занимать объем 22,4 л.
Следовательно, 1 л хлора имеет массу ... г.
Проверьте ответ в рубрике 120.
Если задача покажется вам трудной, обратитесь к рубрике 83.
99.	1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Объем, занимаемый одним молем газа, называется молярным объемом этого газа. Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен 22,4 л.
Этот факт находится в соответствии с законом Авогадро:
Равные объемы всех газов при ... и т.д.
Завершите формулировку закона Авогадро и проверьте ее в рубрике 69.
100.	32 г кислорода - это как раз 1 моль О2. При нормальных условиях (т.е. при 0°С и давлении 1 бар) 1 моль кислорода должен занимать объем 22,4 л.
Какие объемы должны занимать 10 г водорода и 56 г азота при нормальных условиях ?
10 г водорода	56 г азота
•	22,4 л	22,4 л	—109
•	112,0 л	44,8 л	—119
•	224,0 л	89,6 л	-> 124
• Получен другой результат	-►	88
• Не знаю	->	71
101.	Неправильно. Хлороводород не находится при повышенном давлении. За разъяснениями обратитесь в рубрику 54.
102.	Правильный ответ: 11,2 л.
1 моль О2 при н. у. (давление 1 бар и 0°С) = 22,4 л
1 моль О2 при давлении 2 бара и 0°С = 11,2 л
1 моль О2 при давлении 4 бара и 0°С = 5,6 л
А теперь попытайтесь решить такую задачу.
Какие объемы должны занимать 48 г кислорода и 73 г хлороводорода при давлении 2 бара и температуре 0°С?
Теоретические «жм
'иб I
48 г кислорода
73 г хлороводорода
•	22,4 л
•	11,2 л
•	33,6 л
•	16,8 л
•	Получен другой результат
22,4 л
11,2 л
44,8 л
22,4 л
-►	40
->	84
->	116
-»	49
-	125
103.	Ваш ответ не вполне правилен.. За разъяснениями обратитесь в рубрику 55.
104.	Согласно уравнению
С12 + Н2 -> 2НС1
1 моль хлора (22,4 л) и 1 моль водорода (22,4 л) реагируют между собой, образуя 2 моля хлороводорода (2 • 22,4 = 44,8 л).
Исходными веществами являются
1 моль С12	22,4 л
1 моль Н2	22,4 л
Итого:	44,8 л
Продуктами реакции являются
2 моля НС1 2 • 22,4 л = 44,8 л
Таким образом, исходные вещества вместе составляют 2 моля (1 моль С12 и 1 моль Н2) и должны занимать объем 44,8 л (при нормальных условиях). Продукты реакции насчитывают 2 моля НО, которые тоже должны занимать общий объем 44,8 л (при нормальных условиях).
Таким образом, в ходе данной конкретной реакции число молей газообразных веществ не изменяется (1 моль хлора и 1 моль водорода до начала реакции и 2 моля хлороводорода после ее окончания). Это означает, что давление тоже не должно измениться. Поэтому, когда нижнюю часть прибора погружают в ртуть и открывают кран а, ничего не происходит.
Переходите к рубрике 41.
105.	К сожалению, ваши представления о происходящем неправильны. . Подробное объяснение вы найдете в рубрике 75.
106.	Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен 22,4 л.
Постарайтесь запомнить это важное правило!
Теперь воспользуйтесь им для решения следующей задачи:
1,43 г кислорода при нормальных условиях занимают объем 1 л.
Вычислите объем, который занимает 1 моль = 32 г кислорода при нормальных условиях.
Проверьте ответ в рубрике 87.
107.	Неправильно. Пояснения по поводу этих вычислений приведены в рубрике 115.
11-1073
162
Программа 10
108. Молекулярные массы таковы:
Водород (HJ	2
Хлор (C1J	71
Хлороводород (НС1)	36,5
Аммиак (NHj)	17
А теперь попробуйте ответить на следующий вопрос:
Какую массу имеет 1 л хлора при нормальных условиях? Мы уже указывали, что 71 г хлора при нормальных условиях занимает объем ... л.
Проверьте ответы в рубрике 98.
10
109. Неправильно. Нужно начать с вычисления того, сколько молей содержится в 10 г водорода и в 56 г азота.
Один моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Ответьте на вопрос, поставленный в рубрике 100, еще раз.
ПО. Ваши вычисления неправильны. За разъяснениями обратитесь в рубрику 117.
111.	Ваш ответ не вполне правилен. Объем исходных веществ (N2 + ЗН2) при нормальных условиях, Кисх, равен 89,6 л.
Объем продуктов реакции (2NH3) при н.у., Кконеч, равен 44,8 л. Следовательно, искомое отношение равно
Кисх/Кконеч = 89,6/44,8
и это совпадает с вашим результатом.
Однако его можно улучшить, сведя указанное отношение к отношению как можно меньших чисел. Лишь тогда эти числа обретают, смысл.
Числа 89,6 и 44,8 можно разделить на 44,8:
Выполните это деление и запишите вновь полученное вами отношение
^исх/^конеч = •••/•• •
после чего проверьте ответ в рубрике 94.
112.	К сожалению, ваши представления о происходящем неправильны. Подробное объяснение вы найдете в рубрике 75.
113.	Правильно. В «обеих емкостях из водорода и хлора образуется хлороводород; реакция протекает по уравнению
Н2 + С12 -> 2НС1
Хлороводород при комнатной температуре представляет собой газообразное соединение. Поэтому к нему вполне применимо следующее утверждение:
1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Прибор, использованный для проведения описанного'эксперимента, по окончании реакции содержит хлороводород. Теперь представим себе, что конец сосуда с краном а погружен в тарелку с ртутью (см. рисунок ниже). Кран в открыт, а краны а и с закрыты.
Теоретические основы (IV)
163
Рис. 27
10
Учитывая все, что сказано выше, в частности, что уравнение проведенной реакции имеет вид
Н2 + С12 - 2НС1
попытайтесь ответить на следующий вопрос, даже если он покажется вам непростым.
Что произойдет, если открыть кран а?
•	Из-за повышенного давления в сосуде часть хлороводорода вытечет из него	-*	101
•	Поскольку в ходе реакции давление в сосуде не
изменилось, ничего не произойдет	-♦	41
•	Из-за пониженного давления в сосуде некоторое
количество ртути поднимется в нижнюю часть сосуда -»	93
•	Не знаю	-»	70
114,	Ваши вычисления неправильны. За разъяснениями обратитесь в рубрику 48.
115.	"Чтобы ответить на вопрос о том, какой объем должны занимать 10 г водорода при давлении 20 бар и 0°С, начнем с определения числа молей, содержащихся в 10 г водорода.
1 моль водорода = 2 г
10
Следовательно, 10 г водорода содержат -^- = 5 молей.
1 моль водорода при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Следовательно, 5 молей Н2 при нормальных условиях (0°С и 1 бар) должны занимать объем
5 • 22,4 л = 112,0 л
и»
164
Hi
При давлении 20 бар этот объем уменьшается до ~2q~~ •   л-Продолжайте чтение с рубрики 97.
116.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 125.
117. Задача, ответ на которую вы не смогли получить, решается так. Имеется 5,6 л водорода при нормальных условиях. Какую массу в граммах имеет этот объем водорода?
При нормальных условиях 1 моль, т.е. 2 г, водорода должен занимать объем 22,4 л. Следовательно,
22,4 л водорода (Н2) имеют массу 2 г
,	2
1 л водорода имеет массу г
’ 2
5,6 л водорода имеют массу —  5,6 г
Вычислите теперь массу, которую имеют 5,6 л водорода и проверьте ответ в рубрике 61.
118.	Неправильно. В сосуде нет повышенного давления. За разъяснениями обратитесь в рубрику 104.
119.	Совершенно верно.
10 г Н2 = 5 молей Н2 = 112 л Н2 (при н. у.)
56 г N2 = 2 моля N2 = 44,8 л N2 (при н. у.)
Если вы пришли к этому ответу с первой попытки, это означает, что вы работаете хорошо.
Мы уже говорили, что объем газа уменьшается вдвое при увеличении вдвое его давления.
Какой объем должен занимать 1 моль О2 при 0°С и давлении 2 бара?
4 Запишите ответ и проверьте его в рубрике 102.
71
120.	1 л хлора имеет массу г = 3,16 г.
Таким способом можно быстро определить массу 1 л любого газа при
нормальных условиях.
Какова масса 1 л водорода при нормальных условиях?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 123.
121.	Ваш ответ не вполне правилен. На самом деле хлороводородная (соляная) кислота представляет собой водный раствор хлороводорода. Однако в реакции водорода с хлором образуется ....
Продолжайте чтение с рубрики 113.
122.	Сверьтесь со следующей записью и при необходимости исправьте свой
Теоретические основы (iV)
i65
ответ:
N2 + ЗН2 -► 2NH3
1  22,4 л	3 • 22,4 л	2  22,4 л
22,4 л	67,2 л	44,8 л
Таким образом, в результате рассматриваемой реакции происходит уменьшение объема газообразных веществ.
Значит, существуют реакции, в процессе которых объем остается неизменным (например, Н2 + С12 = 2НС1), реакции, при которых объем уменьшается (например, N2 + ЗН2 = 2NH3), и реакции, при которых объем возрастает.
Рис. 28
10
Обозначим начальный объем исходных веществ при нормальных условяих как Рцсх, а конечный объем продуктов реакции также при нормальных условиях-как Коней-
Предположим теперь, что реакция
N2 + ЗН2 -> 2NH3
проводится в цилиндре с подвижным поршнем.
(В действительности азот реагирует с водородом только при повышенных температурах и в присутствии катализатора.)
Каким должно быть отношение Ксх/Конеч для рассматриваемой реакции?
•	89,6/44,8	->	111
•	44,8/22,4	-♦	103
•	11,2/5,6	->	67
•	5,6/2,8	->	81
•	2/1	.	94
123.	1 л водорода при нормальных условиях имеет массу
2
——г = 0,089 г
22,4
Итак, мы знаем, что
1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Объем, занимаемый 1 молем газа, называется молярный объем этого газа.
Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен ....
Завершите это предложение и проверьте правильность своей записи
в рубрике 106.'
166
Программа 10
124.	Неправильно. Вы забыли о том, что газообразные азот и водород существуют в форме двухатомных молекул-N2 и Н2 соответственно.
Ответьте еще раз на вопрос, поставленный в рубрике 100.
w
125.	Начнем с вычисления объема, занимаемого 48 г кислорода, и объема, занимаемого 73 г хлороводорода, при нормальных условиях.
1 моль О2 = 32 г; 48 г О2 = 1,5 моля О2
1 моль НС1 = 36,5 г; 73 г НС1 = 2 моля НС1
При нормальных условиях имеем:
48 г О2 = 1,5 моля О2 = 33,6 л О2
73 г НС1 = 2 моля НС1 = 44,8 л НС1
При давлении 2 бара и 0°С эти газы будут занимать вдвое меньшие объемы:
48 г О2 при давлении 2 бара и 0°С должны занимать объем ... л
73 г НС1 при давлении 2 бара и 0°С должны занимать объем ... л Продолжайте чтение с рубрики 49.
Программа 11
Теоретические основы (V)
1. Ранее уже были введены такие понятия, как
Кислоты
Основания
Соли
Данная программа посвящена обсуждению соотношений, существующих между этими тремя типами соединений.
Начнем с подробного рассмотрения кислот.
Мы уже знаем, что к важнейшим кислотам относятся
НО -хлороводород (его водный раствор назы-
вается хлороводородная, или соляная, кислота)
HNO3 • -азотная кислота
H2SO4 -серная кислота
Н3РО4 -фосфорная кислота
Запомните названия и формулы этих кислот.
Мы знаем также, как опознаются кислоты: при помощи лакмусовой бумаги.
Завершите следующее предложение:
Кислоты обладают свойством превращать синюю окраску лакмуса в ....
Переходите к рубрике 8.
2. Азотная кислота диссоциирует в воде на положительно заряженные ионы водорода (Н+) и отрицательно заряженные нитрат-ионы (NO3 ). Уравнение диссоциации азотной кислоты имеет вид
HNO3 J----диссоциация--> н+ + NQ-
Отметим, что нитрат-ион в целом несет на себе отрицательный заряд, но этот заряд не принадлежит какой-либо его отдельной части.
Диссоциация представляет собой очень важный процесс. Она происходит не только в растворах кислот; многие другие соединения при растворении в воде тоже расщепляются на ионы. Чтобы убедиться, что вы правильно понимаете смысл термина «диссоциация», дайте ответ на следующий вопрос:
Что понимается под диссоциацией?
•	Растворение соединения в воде	-»	11
•	Разделение смеси путем ее нагревания	->	21
•	Расщепление соединения на ионы при	растворении в воде	->	31
3.	Азотная кислота диссоциирует в воде по уравнению
HNO3	Н+ + NQ-
на (положительно заряженные) ионы водорода и (отрицательно заряженные) нитрат-ионы.
168
I '{р-З: ьлэмй ’л 1
Гидроксид калия диссоциирует в воде по уравнению
КОН
диссоциация
к+
+ ОН-
на (положительно заряженные) ионы калия и (отрицательно заряженные) гидроксид-ионы.
В процессе нейтрализации (положительно заряженные) ионы водорода из азотной кислоты соединяются с (отрицательно заряженными) гидроксид-ионами из гидроксида калия, образуя воду:
Н+ + ОН- - Н2О
Если теперь получить новое уравнение из приведенных выше трех уравнений, суммируя отдельно их левые части и отдельно правые части, то результирующее уравнение будет иметь вид
HNO3 + КОН + Н+ + ОН’ -> К+ + NO; + Н+ + ОН- + Н2О
11
Исключим из левой и правой частей уравнения входящие в них ионы водорода и гидроксид-ионы. Полученное после этого уравнение будет описывать нейтрализацию азотной кислоты гидроксидом калия. Это уравнение вам и требовалось составить самостоятельно.
Проверьте полученное вами уравнение в рубрике 16.
4.	Неправильно. Мы ведь ясно указывали следующее:
Даже в кристаллической форме, т. е. в твердом состоянии, соли состоят из ионов!
Какой же тип связи, следовательно, осуществляется в солях?
Переходите к рубрике 28.
5.	Нет; Начнем с записи уравнений диссоциации серной кислоты и гидроксида натрия:
h2so4 -> н+ + н+ + sor
NaOH -> Na+ + ОН“
При нейтрализации гидроксид-ионы основания соединяются с ионами водорода кислоты.
Если суммировать два записанные выше уравнения, получится новое уравнение
H2SO4 + NaOH -> Н+ + Н+ + SOj + Na+ + ОН“
Однако новое уравнение содержит в правой части два иона водорода, но только один гидроксид-ион! Разумеется, для связывания двух ионов водорода требуются два гидроксид-иона.
Следовательно, для нейтрализации 1 моля H2SO4
требуется ... моля NaOH. Проверьте ответ в рубрике 22.
6.	Когда 1 моль азотной кислоты нейтрализуется 1 молем гидроксида калия, образуются 1 моль нитрата калия и 1 моль воды.
Перейдя от молярных отношений к массам веществ, нетрудно убедиться, что 63 г (1 моль) азотной кислоты нейтрализуются 56 г (1 моль) гидроксида калия.
В этом процессе образуется ... г нитрата калия и ... г воды.
Теоретические иснопы (Vs
Вычислите количество образующихся веществ и проверьте ответ в рубрике 14.
Необходимые для вычислений атомные массы: К = 39, N = 14, О = 16.
7.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 66.
8.	Кислоты обладают свойством превращать синюю окраску лакмуса в красную.
Раньше мы использовали это свойство кислот для их характеристики. Если вы помните, на вопрос «Что такое кислота?» мы отвечали:
Кислота-это соединение, которое превращает синюю окраску лакмусовой бумаги в красную.
Хотя этот ответ правилен, он ничего не говорит нам о том, что же представляет собой кислота. Он лишь указывает на характерное свойство кислот, ничего не сообщая об их природе.
Чтобы понять сущность природы кислот, предлагаем вам записать формулы хлороводорода, серной кислоты, азотной кислоты и фосфорной кислоты.
После этого ответьте на следующий вопрос:
Какой элемент присутствует во всех этих четырех кислотах?
Проверьте ответ в рубрике 15.
11
9.	В предыдущей рубрике подробно объяснялось, что при реакции H2SO4 с NaOH образуются вода и сульфат натрия.
Уравнение этой реакции записывается так:
H2SO4 + NaOH - Na2SO4 + Н2О
Однако эта запись не окончательная, в ней недостает необходимых коэффициентов! Впишите эти коэффициенты самостоятельно!
Проверьте полученное уравнение в рубрике 37.
10.	Совершенно верно! Серная кислота диссоциирует в воде на два положительно заряженных иона водорода (Н+) и один заряженный двумя отрицательными зарядами сульфат-ион (SO4~):
H2SO4 диссоциация> 2Н+ + SOi“
Поясните своими словами, что понимается под диссоциацией.
Переходите к рубрике 18.
11.	Нет. Растворение соединения в воде является лишь предварительным условием для его диссоциации, а на самом деле этот термин означает нечто совсем иное. Вспомните, что не все соединения диссоциируют при растворении в воде!
Прочтите еще раз рубрику 2.
12.	Вы выбрали ответ наугад. Подумайте еще раз над задачей, поставленной в рубрике 45.
170
Программа 11
13.	NaCl -> Na+ + Cl-
Отрицательно заряженные ионы хлора называются хлорпЭ-ионы. (Отсюда и название NaCl-хлорид натрия.)
Другие кислотные остатки тоже имеют особые названия, например:
Кислотный остаток азотной кислоты NO3 называется нитрат.
Кислотный остаток серной кислоты SO4 называется сульфат.
Кислотный остаток фосфорной кислоты РО4 называется фосфат.
Кислотный остаток угольной кислоты СО3 называется карбонат.
Постарайтесь запомнить эти названия.
Теперь запишите уравнение диссоциации азотной кислоты.
Переходите к рубрике 2.
14.	Образуются 101 г (1 моль) нитрата калия и 18 г (1 моль) воды.
А теперь составьте уравнение нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия
H2SO4 + NaOH -
Хорошо подумайте, сколько молей NaOH требуется для нейтрализации 1 моля H2SO4.
Не забудьте, что формула серной кислоты содержит 2 атома Н, которые диссоциируют на водородные ионы при растворении кислоты в воде!
Сколько молей NaOH требуется для нейтрализации 1 моля H2SO4?
•	1 моль	-»•	5
•	2 моля		-»	22
•	Не знаю	->	35
15.	Проверьте ответ:
Хлороводород	НС1 (его водный раствор называется
хлороводородная,. или соляная, кислота)
Азотная кислота	HNOa
Серная кислота	H2SO4
Фосфорная кислота	Н3РО4
Во всех этих кислотах присутствует элемент водород.
Если от молекулы кислоты отщепляется водород, то оставшаяся часть
молекулы называется кислотный остаток.
Приведем примеры некоторых кислотных остатков:
Из хлороводородной кислоты HCI получается кислотный остаток С1.
Из азотной кислоты HNO3 получается кислотный остаток NO3.
Из серной кислоты H2SO4 получается кислотный остаток SO4.
Укажите, какие кислотные остатки получаются из угольной кислоты Н2СО3 и фосфорной кислоты Н3РО4.
Проверьте ответ в рубрике 23.
16.	HNO3 + КОН -> К+ + NO3 + Н2О
Если вы сумели получить этот результат без дополнительной помощи, то ваши успехи заслуживают отличной оценки.
Мы уже записали уравнения двух реакций нейтрализации. В каждом из
Теоретические ocuouu (XJ
171
этих уравнений правая часть содержит воду, положительно заряженный ион металла и отрицательно заряженный кислотный остаток.
Если проделать эксперимент, соответствующий этим уравнениям, т.е. смешать водный раствор кислоты с водным раствором основания и затем выпарить воду, то положительно заряженные ионы металла соединятся с отрицательно заряженными кислотными остатками, образуя соль. Эта соль останется в сосуде в виде кристаллического осадка.
Хотя соли состоят из ионов, даже когда они находятся в кристаллическом состоянии, обычно не принято записывать соответствующие заряды, а вместо этого просто составляют уравнение нейтрализации как показано ниже:
HNO3 + КОН - KNO3 + Н2О
Какой тип химической связи осуществляется в солях в твердом состоянии? •	Ковалентная связь	-»	4
•	Ионная связь	->	28
•	Не знаю	->	36
17.	Не забывайте, что серная кислота содержит два атома водорода, которые при диссоциации этой кислоты превращаются в положительно заряженные ионы водорода, и поэтому следует записать
H2SO4‘ д_и_ссоциац- 2Н+ + ...
Коэффициент 2 перед Н + в этом уравнении указывает, что образуются два положительно заряженных иона водорода, а следовательно, в правой части уравнения имеются два положительных заряда. Эти два положительных заряда должны компенсироваться соответствующим числом отрицательных зарядов, поскольку водный раствор кислоты в целом электрически нейтрален.
Завершите приведенное выше уравнение диссоциации серной кислоты. Сколько отрицательных зарядов должно быть на сульфат-ионе?
Переходите к рубрике 10.
18.	Ваш ответ должен быть приблизительно таким:
Расщепление соединения на ионы при его растворении в воде описывается термином «диссоциация».
Составьте уравнение полной диссоциации фосфорной кислоты (Н3РО4).
Переходите к рубрике 25.
+ КОН -► KNO3	+ Н2О
гидроксид нитрат	вода
калия	калия
19.	Полная запись уравнения обсуждаемой реакции нейтрализации: HNO3 азотная кислота
Это уравнение нейтрализации сообщает не только о том, какая кислота нейтрализуется каким основанием, но и о том, какая соль образуется в данном процессе. Кроме того, как и всякое уравнение реакции, оно дает сведения о конкретных количествах веществ, реагирующих друг с другом.
Когда 1 моль азотной кислоты нейтрализуется 1 молем гидроксида калия, образуются ... нитрата калия и ... воды.
Завершите это предложение и проверьте ответ в рубрике 6.
172

20.	Фенолфталеин
Лакмус
Метиловый оранжевый
Теперь перепишите в свою тетрадь приведенную ниже таблицу, вставив в нее пропущенные названия окраски красителей.
Индикатор	Окраска в присутствии кислот	Окраска в присутствии оснований
Фенолфталеин Метиловый оранжевый ... Лакмус	...		
Если вы чувствуете себя недостаточно уверенно, прочтите еще раз рубрику 39. Если вам удастся выполнить данное упражнение, проверьте результат в рубрике 34.
21.	Нет! Вы перепутали «дистилляцию» (перегонку) с «диссоциацией». Прочтите еще раз рубрику 2.
22.	Правильно, для нейтрализации 1 моля H2SO4 требуется 2 моля NaOH.
Серная кислота диссоциирует по следующему уравнению:
H2SO4 - 2Н+ + SO2’
Таким образом, в правой части уравнения содержится 2 иона водорода. Следовательно, для нейтрализации 1 моля H2SO4 понадобится 2 моля NaOH.
2NaOH - 2Na + + 2ОН~
Ионы водорода и гидроксид-ионы, соединяясь друг с другом, образуют воду:
2Н+ + 2ОН~ -> 2Н2О
После выпаривания раствора в сосуде остается твердый сульфат натрия Na2SO4. Завершите теперь уравнение этой реакции нейтрализации:
H2SO4 + NaOH ->
Если вы можете самостоятельно справиться с этой задачей, переходите к рубрике 37.
Если вам требуются дополнительные разъяснения, предварительно обратитесь к рубрике 9.
23.	Кислотный остаток угольной кислоты имеет формулу СО3. Ее можно получить из формулы угольной кислоты Н2СО3 простым исключением двух атомов водррода. Формула кислотного остатка фосфорной кислоты РО4. Эта формула получается исключением из формулы фосфорной кислоты Н3РО4 всех трех атомов водорода.
<73
При растворении кислоты в воде она расщепляется на водород и кислотный остаток. Разумеется, как водород, так и кислотный остаток находятся при этом в форме ионов. Водород находится в растворе в виде положительно заряженных ионов водорода, а кислотный остаток-в виде отрицательно заряженных ионов. Такое расщепление на ионы при растворении в воде называется диссоциация.
В соответствии со сказанным хлороводород диссоциирует в воде на положительно заряженные ионы водорода (Н +) и отрицательно заряженные ионы хлора (СК):
НС1
диссоциация
------------► Н+ + Cl-
Ранее мы уже обсуждали отрицательно заряженные ионы хлора (О ~). Эти ионы образуются при растворении (диссоциации) хлорида натрия в воде.
Запишите уравнение диссоциации хлорида натрия.
NaCl ... + ...
Дайте правильное название отрицательно заряженных ионов хлора. Переходите к рубрике 13.
11
24.	Проверьте составленные вами уравнения:
Диссоциация хлороводородной кислоты
НС1 - Н+ + Cl-
Диссоциация гидроксида натрия
NaOH -+ Na+ +04"
Соединение ионов водорода и гидроксид-ионов в процессе нейтрализации
Н+ + ОН” - Н2О
Если теперь просуммировать все три уравнения, т.е. сложить отдельно все левые части и отдельно все правые части этих уравнений, то получится следующее новое уравнение:
НС1 + NaOH + Н+ + ОН" -> Na+ + СП + Н+ + ОН" + Н2О
В обеих частях полученного уравнения имеются ионы Н+ и ОН-. Следовательно, можно исключить их. Тогда уравнение примет вид
НС1 + NaOH -» Na+ + СП + Н2О
Это уравнение представляет собой уравнение нейтрализации кислоты основанием.
Рассмотрим еще один пример уравнений такого типа.
Какой вид должно иметь уравнение нейтрализации азотной кислоты гидроксидом калия?
Если вы можете составить самостоятельно это уравнение, проверьте ответ в рубрике 16.
Если вам требуется дополнительная помощь, обратитесь за разъяснениями в рубрику 3.
25.	Когда фосфорная кислота полностью диссоциирует в воде, образуются три положительно заряженных иона водорода (Н + ) и трижды отрицательно заряженный фосфат-ион (РО’").
.174	11ги}!рамма II
диссоциация ,	_ _а
Н3РО4-------------> ЗН+ + РО2“
Рассмотренные примеры приводят нас к следующему общему определению:
Кислота-это соединение, которое при диссоциации в воде образует положительно заряженные ионы водорода.
Действительно, характерные свойства кислот обусловлены существованием в их водных растворах положительно заряженных ионов водорода. Например, мы уже знаем, что кислоты можно опознавать при помощи синей лакмусовой бумаги, которая под действием кислоты становится красной. Что, по вашему мнещпо, является непосредственной причиной появления этой красной окраски? •	Реакция красителя лакмуса с	кислотным остатком	-»	48
•	Реакция красителя лакмуса с положительно
заряженным ионом водорода	-+	39
•	Не знаю	->	32
1 '26. Совершенно верно! Ион кальция несет два положительных заряда.
Уравнение диссоциации гидроксида кальция имеет вид диссоциация '	,
Са(ОН)2-------“---► Са2+ + 2ОН~
Теперь можно видеть, что и гидроксид калия, и гидроксид кальция диссоциируют в водном растворе с образованием гидроксид-ионов.
То же самое относится, разумеется, и к гидроксиду натрия, и к гидроксидам других металлов, которые действуют как основания. Следовательно, именно гидроксид-ион придает гидроксидам металлов свойства оснований.
Вернемся теперь к введенным нами определениям кислоты и основания. Можете ли вы сформулировать оба этих определения?
Попробуйте записать их!
Если вы действительно помните их и смогли записать, переходите к рубрике 41.
Если вы не можете вспомнить эти определения, обратитесь к рубрике 50.
27.	Уравнение I: H2SO4 + КОН -> KHSO4 + Н2О
Уравнение П: KHSO4 + КОН -> K2SO4 + Н2О
Если суммировать теперь уравнения I и II, т.е. сложить отдельно их левые части и правые части, то получится новое уравнение
•	H2SO4 + КОН + KHSO4 + КОН -> KHSO4 + Н2О + K2SO4 + Н2О
KHSO4 можно исключить из левой и правой частей этого
уравнения, а члены КОН и Н2О собрать вместе. В результате получится уравнение полной нейтрализации серной кислоты гидроксидом калия.
Окончательное уравнение уже известно вам и имеет вид
H2SO4 + 2КОН - K2SO4 + 2Н2О
K2SO4 называется сульфат калия.
KHSO4 называется гидросульфат калия.
Соли, образованные в результате неполной нейтрализации, т.е. способные при диссоциации в воде отщеплять ионы водорода, называются кислые соли.
Теоретические основы (V)
175
KHSO4 и NaHSO4 являются примерами кислых солей.
Все двухосновные кислоты способны образовывать соли двух разных типов. Поскольку такие кислоты содержат два атома водорода, ионы металла могут замещать в них либо один, либо сразу два атома водорода.
Все одноосновные кислоты способны образовывать соли только одного типа. Ведь они имеют только один атом водорода, который может замещаться ионом металла.
Вспомним теперь, что фосфорная кислота является трехосновной. Сколько различных солей способна образовывать фосфорная кислота, реагируя с гидроксидом натрия?
•	Две различные	соли	-»	7
•	Три различные	соли	-»	43
•	Только одну соль	-»	55
•	Не знаю	-»	66

28.	Совершенно верно! В твердых солях осуществляется ионный тип связи.
Приведенное выше уравнение нейтрализации можно сформулировать в словесном выражении так:
Кислота + Основание -» Соль + Вода
Конкретным примером такого уравнения может служить уравнение нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия:
НС1	+	NaOH	->	NaCl	+	Н2О
соляная	гидроксид	хлорид	вода
кислота	натрия	натрия
(соль)
А теперь завершите следующее уравнение:
... +	КОН	-	... +	...
азотная ...	нитрат
кислота	калия
Проверьте ответ в рубрике 19.
29.	2КОН + H2SO4 ->
Чтобы завершить это уравнение, прежде всего следует понять, какие конечные продукты должны образоваться в рассматриваемой реакции нейтрализации. Из общего уравнения нейтрализации
Кислота + Основание -> Соль + Вода
мы знаем, что в правой части уравнения должны появиться соль и вода.
Соль-это соединение, состоящее из (отрицательно заряженных) кислотных остатков и (положительно заряженных) ионов металла. В нашем конкретном случае кислотным остатком является SO4~, а ионом металла-К + . Кислотный остаток несет на себе два отрицательных заряда и поэтому способен связываться с двумя ионами калия. Следовательно, образующаяся соль должна иметь формулу K2SO4.
Зная это, можно записать правую часть уравнения реакции так:
(ilMMn&MMI 11
-> K2SO4 + H2O
Теперь можно составить предварительную форму всего уравнения в целом:
2КОН + H2SO4 - K2SO4 + Н2О
Однако, поскольку в рассматриваемой реакции происходит связывание двух ионов водорода и двух гидроксид-ионов (2Н+ и 2ОН “), следует в правой части уравнения перед Н2О поставить коэффициент 2.
Это означает, что в окончательной форме уравнение должно иметь вид
2КОН + H2SO4 -> K2SO4 + 2Н2О
Прочтите рубрику 37 еще раз.
11
30.	Красную окраску в присутствии кислот имеют метиловый оранжевый и лакмус.
Красную окраску в присутствии оснований имеет фенолфталеин.
Укажите теперь, какой из индикаторов обладает следующим свойством: Бесцветен в присутствии кислот?
Имеет синюю окраску в присутствии оснований?
Имеет оранжево-желтую окраску в присутствии оснований?
Проверьте ответы в рубрике 20.
31.	Совершенно верно! Диссоциация означает расщепление соединения на ионы при растворении в воде.
Попробуйте теперь составить уравнение диссоциации серной кислоты (H2SO4). Сколько отрицательных зарядов должен нести на себе остаток этой кислоты?
•	Один заряд	->	40
•	Два заряда	->	10
•	Не знаю	->	17
32. Очевидно, вы недостаточно хорошо усвоили определение кислоты. Кислота-это соединение, которое при диссоциации в воде образует положительно заряженные ионы водорода.
Из этого определения ясно, что характерным признаком всех кислот является образование ими положительно заряженных ионов водорода. Эти ионы и ответственны за характерные свойства кислот, например они вызывают переход синей окраски лакмусовой бумаги в красную.
Прочтите еще раз рубрику 25.
33. Часть гидроксида металла, ответственная за его основные свойства, т.е. за его способность связывать (положительно заряженные) ионы водорода, представляет собой не что иное, как (отрицательно заряженные) гидроксид-ионы. Ионы этих двух типов соединяются друг с другом согласно уравнению
Н+ + ОН” -> Н—ОН( = Н2О)
и образуют воду.
Приведенное уравнение объясняет, каким образом основание способно противодействовать влиянию кислоты, или, как чаще говорят, каким образом оно «нейтрализует» кислоту. Просто (отрицательно заряженные) гидроксид-ионы
Теоретические основы (V)
177
основания соединяются (с положительно заряженными) ионами водорода кислоты, образуя (электрически нейтральные) молекулы воды.
Итак, мы обсудили следующие понятия:
Диссоциация кислот
Диссоциация оснований
Нейтрализация кислот основаниями
Эти три понятия настолько важны, что мы еще раз обсудим их в данном месте программы. При помощи соответствующих уравнений мы проиллюстрируем, как эти понятия могут применяться на практике.
Завершите каждое из следующих уравнений:
Диссоциация хлороводородной кислоты
НС1 - ... + ...
Диссоциация гидроксида натрия
NaOH -» ... + ...
Соединение ионов водорода и гидроксильных ионов в процессе нейтрализации
... + ... Н2О
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 24.
34, -----------
Индикатор
Окраска в присутствии кислот
Окраска в присутствии оснований
Фенолфталеин	Бесцветная
Метиловый оранжевый Красная
Лакмус	Красная
Красная Оранжево-желтая Синяя
Мы уже знаем, что кислоты и основания противодействуют друг другу. Посмотрим, чем это объясняется.
Определяющим свойством всех кислот является присутствие в их водных растворах положительно заряженных ионов водорода. По-видимому, если основания способны противодействовать кислотам, т.е. оказывать действие, противоположное кислотам, то они могут каким-то образом «обезвреживать» положительно заряженные ионы водорода, образуемые кислотами.
Следовательно, такие соединения должны обладать способностью «захватывать» положительно заряженные ионы водорода.
Это позволяет дать следующее определение:
Основание - это соединение, способное связывать положительно заряженные ионы водорода.
Что же должно быть определяющим свойством основания?
•	Способность растворяться в воде с образованием щелочи 	—►	67
•	Способность окрашивать лакмусовую бумагу в		
	синий цвет	—►	58
•	Способность связывать положительно		
	заряженные ионы водорода	—>	47
12-1073
178
Программа 11
35.	Чтобы разобраться в этой задаче, начнем с записи уравнений диссоциации серной кислоты и гидроксида натрия
H2SO4 -> Н+ + Н+ + SOi“
NaOH Na+ + ОН~
При нейтрализации гидроксид-ионы основания соединяются с ионами водорода кислоты.
Если суммировать два записанных выше уравнения, получится новое уравнение
H2SO4 + NaOH -> Н+ + Н+ + SO^ + Na+ + ОН
Однако новое уравнение содержит в правой части два иона водорода, но только один гидроксид-ион! Разумеется, для связывания двух ионов водорода требуются два гидроксид-иона.
Следовательно, для нейтрализации 1 моля H2SO4 требуются ... моля NaOH.
Переходите к рубрике 22.
36.	Мы ясно указывали, что даже в кристаллической форме, т.е. в твердом состоянии, соли состоят из ионов!
Какой же тип связи должен осуществляться в солях?
Переходите к рубрике 28.
37.	H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2Н2О
Кислотный остаток серной кислоты (SO4“) несет два отрицательных заряда. При образовании соли он соединяется либо с двумя ионами металла, имеющими единичный положительный заряд (например, Na2SO4, K2SO4), либо с одним ионом металла, имеющим двойной положительный заряд (например, CaSO4).
Завершите теперь следующие уравнения:
2КОН + H2SO4 ->
Са(ОН)2 + H2SO4 -
Проверьте правильность составленных вами уравнений в рубрике 45.
38.	NaHSO4 + NaOH -> Na2SO4 + Н2О
Получение гидросульфата натрия описывается уравнением
NaOH + H2SO4 -> NaHSO4 + Н2О (уравнение I)
При реакции NaHSO4 с гидроксидом натрия получается сульфат натрия:
NaOH + NaHSO4 -> Na2SO4 + Н2О (уравнение II)
Таким образом, нам удалось разделить уже известное уравнение
H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2Н2О
на два поэтапных уравнения (уравнение I и II).
Такое разделение возможно только в том случае, если 1 моль серной кислоты с самого начала не полностью нейтрализуется добавлением 2 молей
Теоретические основы (V)
(79
гидроксида натрия, а последний добавляется поэтапно: сначала 1 моль (уравнение I) и затем еще 1 моль (уравнение II).
Разделите теперь на два поэтапных уравнения нейтрализацию
H2SO4 + 2КОН ->• K2SO4 + 2Н2О
Не забудьте записать два уравнения, соответствующие нашим уравнениям I и II. Проверьте ответ в рубрике 27.
39.	Совершенно верно! Именно положительно заряженные ионы водорода заставляют синюю лакмусовую бумагу приобретать красный цвет.
Это изменение окраски оказывается обратимым. Достаточно капнуть на покрасневшую лакмусовую бумагу немного какого-нибудь щелочного раствора (например, едкого натра), чтобы окраска бумаги снова стала синей. Очевидно, кислоты и основания способны взаимно противодействовать эффекту, который вызывает каждое из них.
Рассмотрим теперь изменения окраски, наблюдаемые в некоторых других красителях вследствие противодействующих эффектов кислот и оснований. Назовем еще два красителя из числа тех, которые обнаруживают заметное изменение окраски в присутствии кислот и оснований:
Фенолфталеин -бесцветный при действии кислот
-красный при действии оснований
Метиловый
оранжевый -красный при действии кислот
-оранжево-желтый при действии оснований
Красители, изменяющие свою окраску при действии кислот или оснований, называются кислотно-основные индикаторы.
Красители, обнаруживающие заметное изменение окраски в присутствии кислот или оснований, называются индикаторы.
Какие индикаторы имеют красную окраску в присутствии кислот и какие имеют красную окраску в присутствии оснований?
Запишите ответы следующим образом:
Красную окраску в присутствии кислот имеют: ... и ....
Красную окраску в присутствии оснований имеют: ....
Проверьте ответ в рубрике 30.
40.	Нет. Запомните следующее:
Серная кислота содержит в молекуле два атома водорода, которые при диссоциации этой кислоты образуют положительно заряженные ионы водорода:
.т	диссоциация ...+
-----------* ХП “г ...
Коэффициент 2 перед Н + в этом уравнении указывает, что образуются два положительно заряженных иона водорода, а следовательно, в правой части уравнения имеется два положительных заряда. Эти два положительных заряда, разумеется, должны компенсироваться соответствующим числом отрицательных зарядов. Ведь водный раствор серной кислоты в целом должен быть электрически нейтральным!
Завершите уравнение диссоциации серной кислоты, приведенное выше. Сколько отрицательных зарядов должен нести сульфат-ион?
Переходите к рубрике 10.
12*
180
Программа 11
41.	Кислота-это соединение, которое при диссоциации в воде образует положительно заряженные ионы водорода.
Основание-это соединение, способное связывать положительно заряженные ионы водорода.
Если эти два определения рассматривать в связи с установленным ранее фактом образования гидроксидами металлов (которые действуют как основания) при диссоциации в воде гидроксид-ионов, то нетрудно будет ответить на следующий вопрос:
Какая ч^сть гидроксида металла способна связываться с положительно заряженными ионами водорода и что образуется в этом процессе?
Запишите ответ и переходите к рубрике 33.
Если вопрос покажется вам слишком трудным, обратитесь к рубрике 51.
11
42.	Напомним, что Са(ОН)2 содержит две гидроксильные группы ОН. Каждая из этих групп несет на себе один отрицательный заряд. Всего в рассматриваемой молекуле содержится два отрицательных заряда.
Но, поскольку молекула в целом должна оставаться электрически нейтральной, число положительных зарядов на атоме кальция должно быть равно суммарному числу отрицательных зарядов, имеющихся в молекуле.
Сколько же зарядов должен нести на себе ион кальция?
Проверьте ответ в рубрике 26.
43.	Фосфорная кислота образует с гидроксидом натрия три различные соли. Химические названия и формулы этих трех солей таковы: NaH2PO4-однозамещенный фосфат натрия (дигидрофосфат натрия) Na2HPO4-двузамещенный фосфат натрия (гидрофосфат натрия) №3РО4-тризамещенный фосфат натрия (фосфат натрия)
Таким образом, фосфорная кислота образует две различные кислые соли, а именно NaH2PO4 и Na2HPO4.
В соединении NaH2PO4 один из трех атомов водорода, имевшихся в фосфорной кислоте, замещен ионом Na+.
В соединении Na2HPO4 два атома водорода из трех имевшихся в фосфорной кислоте замещены ионами Na +.
В соединении Na3PO4 все три атома водорода, имевшиеся в фосфорной кислоте, замещены ионами Na +.
Учитывая это, завершите каждое из следующих уравнений:
NaOH + Н3РО4 -+
2NaOH + Н3РО4 ->
3NaOH + Н3РО4 ->
Проверьте правильность составленных вами уравнений в рубрике 53.
44.	NaHSO4 Na+ + Н+ + SO^
В воде гидросульфат натрия диссоциирует на ион натрия, ион водорода и сульфат-ион. Ион водорода придает раствору кислый характер; например, такой раствор может вызывать покраснение синей лакмусовой бумаги.
Если 1 моль гидросульфата натрия (NaHSO4) реагирует с 1 молем
Теоретические основы (V)
181
гидроксида натрия, получается сульфат натрия:
NaHSO4 + NaOH - ... + ...
Завершите это уравнение и переходите к рубрике 38.
45.	2КОН + H2SO4 -» K2SO4 + 2Н2О
Са(ОН)2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2Н2О
Если вам удалось записать оба уравнения правильно, значит, вы усваиваете материал очень хорошо.
Если же вы сделали какие-либо ошибки, в ваших собственных интересах обратиться к рубрике 29. Там вы найдете подробное разъяснение, каким образом составить первое из этих уравнений.
Перепишите следующее уравнение, вставив в него необходимые коэффициенты:
	NaOH + Н3РО4 -► Na3PO4 + Н2О Какие коэффициенты вы ввели в это уравнение?				
	Перед NaOH	Перед Н3РО4	Перед Na3PO4	Перед н2о	
•	2	3	3	2	-	12	
•	3	—	—	—	-> 65	
• •	3 Задача	слишком трудна		3	->	56 ->• 73	
46.	Давайте повнимательнее разберемся с каждым из пяти названных соединений.
КС1-это соль. Она состоит из иона металла (К + ) и кислотного остатка О " (хлорид-иона).
HNO3 -это кислота, а именно азотная кислота. При диссоциации в воде она образует ионы водорода: HNO3 -> Н+ + NO3 .
NaCl-хлорид натрия, это соль, как и хлорид калия.
NaOH-это основание, которое при диссоциации в воде дает гидроксид-ион, способный соединяться с ионами водорода: ОН- + Н+ -> Н2О.
СаС12- хлорид кальция, как и хлориды калия и натрия, представляет собой соль.
Вам следует лучше усвоить определения кислоты, основания и соли. Для этого проработайте еще раз часть программы, начинающуюся с рубрики 56.
47.	Совершенно верно! Основание - это соединение, способное связывать положительно заряженные ионы водорода.
Приведем такие примеры оснований:
NaOH -гидроксид натрия
КОН -гидроксид калия
Са(ОН)2 -гидроксид кальция
Теперь ответьте на следующий вопрос:
Какие элементы присутствуют во всех этих трех основаниях?
Проверьте ответ в рубрике 59.
182
Программа 11
48.	Неправильно. Напомним вам приведенное ранее определение кислоты.
Кислота-это соединение, которое при диссоциации в воде образует положительно заряженные ионы водорода.
Следовательно, общим свойством всех кислот является не кислотный остаток, который у каждой кислоты индивидуален! Общим свойством кислот является наличие в их водных растворах положительно заряженных ионов водорода. Именно эти ионы и ответственны за характерные свойства кислот.
Если вы поняли сказанное, то вам нетрудно будет теперь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 25.
49.	Гидроксид калия состоит из положительно заряженных ионов калия (К + ) и отрицательно заряженных гидроксид-ионов (ОН “).
Когда такие гидроксиды металлов растворяют в воде, они диссоциируют, т.е. расщепляются на ионы, из которых они образованы. Уравнение диссоциации гидроксида калия имеет вид
11
Запишите теперь уравнение диссоциации гидроксида кальция, Са(ОН)2, а затем ответьте на вопрос:
Сколько положительных зарядов несет на себе ион кальция?
•	Один положительный заряд	-»	57
•	Два положительных заряда	-»	26
•	Не знаю	->	42
50.	Вам следовало лучше выучить эти определения. Запишите приведенные ниже определения, вставив в них пропущенные слова.
Кислота -это соединение, которое при диссоциации в воде образует положительно заряженные ....
Основание -это соединение, способное связывать положительно заряженные
Переходите к рубрике 41.
51.	Вопрос заключается в следующем: какая часть основного гидроксида металла способна связываться с положительно заряженными ионами водорода и что образуется при этом?
Возьмем в качестве примера основного гидроксида металла гидроксид натрия. Из каких частей или, точнее, ионов состоит гидроксид натрия?
Запишите ответ и переходите к рубрике 60.
52.	H2SO4 + NaOH -> NaHSO4 + Н2О
Следовательно, когда 1 моль серной кислоты реагирует только с 1 молем гидроксида натрия, образуются 1 моль воды и 1 моль гидросульфата * натрия (иначе, кислого сульфата натрия).
* Приставка гидро- в названии означает присутствие водорода (от латинского названия этого элемента Hydrogenium).-Прим. ред.
Теоретические основы (V)	;Хз
А теперь запишите уравнение диссоциации гидросульфата натрия:
NaHSO4 ->
Переходите к рубрике 44.
53.	NaOH + Н3РО4 -> NaH2PO4 + Н2О
2NaOH + Н3РО4 Na2HPO4 + 2Н2О
3NaOH + Н3РО4 -> Na3PO4 + ЗН2О
В каждом из этих случаев происходит реакция нейтрализации. Это верно даже тогда, когда фосфорная кислота нейтрализуется лишь частично и образуются кислые соли-как в первых двух уравнениях.
Приведенные три уравнения указывают, как можно получить три совершенно различные соли, заставляя реагировать фосфорную кислоту и гидроксид натрия в различных пропорциях.
Как называются эти три соли?
Запишите все три названия и соответствующие им формулы, а затем проверьте ответ в рубрике 63.
54.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
55.	Неправильно. За разъяснением обратитесь в рубрику 66.
56.	Правильная запись уравнения должна быть такой:
3NaOH + Н3РО4 -> Na3PO4 + ЗН2О
Напомним теперь следующее:
Соединение, состоящее из (отрицательно заряженного) кислотного остатка и (положительно заряженного) иона металла, представляет собой соль.
Давайте повторим теперь определения кислоты, основания и соли.
Основание-это соединение, которое ....
Завершите это предложение и проверьте правильность данного вами определения в рубрике 64.
57.	Вы недостаточно внимательно продумали этот вопрос. Напомним, что ион ОН всегда несет один отрицательный заряд, что гидроксид кальция содержит два гидроксид-иона и что в любой молекуле полное число всех отрицательных зарядов должно быть равно полному числу всех положительных зарядов.
Каким же, следовательно, должен быть положительный заряд иона кальция?
Проверьте ответ в рубрике 26.
58. Вы совершенно правы: водные растворы оснований, т. е. щелочи, заставляют лакмусовую бумагу приобретать синий цвет. Однако это всего лишь одна из их специфических реакций, а вовсе не определяющее свойство оснований 1
Прочтите еще раз определение оснований, введенное в рубрике 34. Там указано определяющее свойство всех оснований. Синяя окраска лакмусовой
184
Программа 11
бумаги является просто одним из проявлений этого важнейшего определяющего свойства оснований.
59.	Во всех трех основаниях присутствуют кислород и водород.
Эти два элемента входят в названные основания в виде группы ОН. Мы уже указывали, что группа ОН несет на себе отрицательный заряд (ОН “) и называется гидроксид-ион. Соединения металлов, содержащие эту группу, называются гидроксиды, например:
NaOH -гидроксид натрия
КОН -гидроксид калия
Са(ОН)2 -гидроксид кальция
11
Таким образом, названные основания состоят из атома металла и одного или нескольких гидроксид-ионов. Между атомом металла и гидроксид-ионом существует ионная связь, иначе говоря, металл входит в такие соединения в виде положительно заряженного иона, а гидроксид-ион-в форме отрицательно заряженного иона. Например, гидроксид натрия можно представить таким образом:
Na + OH“
(Заметим, что в группе ОН отрицательный заряд не принадлежит атому Н или атому О в отдельности, а является принадлежностью всей группы ОН как единого целого!)
Из каких ионов состоит онование гидроксид калия?
Проверьте ответ в рубрике 49.
60.	Гидроксид натрия состоит из ионов натрия (Na + ) и гидроксид-ионов (ОН’).
Попробуйте сообразить, какие из этих ионов способны связываться с положительно заряженными ионами водорода и что должно образовываться при этом.
Запишите ответ и переходите к рубрике 33.
Если вы не в состоянии ответить на данный вопрос, обратитесь к рубрике 68.
61.	Совершенно верно. Если многоосновная кислота реагирует с каким-либо основанием, не обязательно все ее ионы водорода связываются гидроксид-ионами. Вполне может быть, что 1 моль серной кислоты прореагирует только с 1 молем гидроксида натрия, т.е. реакция пойдет по уравнению
H2SO4 + NaOH -> NaHSO4 + ...
Завершите это уравнение и переходите к рубрике 52.
62. Неправильно. Еще раз внимательно прочтите рубрику 71 и учтите число атомов водорода в формулах серной и фосфорной кислот.
Напоминаем, что одноосновная кислота образует при диссоциации в воде один ион водорода!
Теоретические основы (V)
185
63.	Правильный ответ таков:
Дигидрофосфат натрия:	NaH2PO4
Гидрофосфат натрия:	Na2HPO4
Фосфат натрия:	Na3PO4
К какому типу солей принадлежат NaH2PO4 и Na2HPO4?
Запишите общее название таких солей.
Проверьте ответ в рубрике 74.
64.	Основание -это соединение, способное связывать положительно заряженные ионы водорода.
Кислота-это соединение, которое ....
Завершите это предложение и проверьте правильность данного вами определения кислоту в рубрике 72.
65.	Ваш ответ не вполне правилен. Ведь, согласно вашему выбору коэффициентов, уравнение должно быть записано так:
3NaOH + Н3РО4 - Na3PO4 + Н2О
Подсчитайте теперь число атомов водорода в каждой части этого уравнения, и вы сразу же убедитесь, что оно еще не завершено. Подумайте еще раз над вопросом, поставленным в рубрике 45.
66.	Одноосновная кислота (например, НО, HNO3) при растворении в воде отщепляет один ион водорода. Поэтому она способна образовывать только одну соль с таким основанием, как, например, гидроксид натрия (NaCl, NaNO3).
Дело обстоит не так в случае двухосновной кислоты (например, H2SO4).
Кислота такого типа отщепляет в воде два иона водорода. Реагируя
с гидроксидом натрия, она может образовывать две соли:
кислую соль, способную отдавать в воде один ион водорода (NaHSO4), а также соль, не способную дать ион водорода в воде (Na2SO4).
Фосфорная кислота является трехосновной кислотой и поэтому способна отщеплять в воде три иона водорода. Следовательно, когда фосфорная кислота реагирует с гидроксидом натрия, могут получаться ... различные соли.
Вставьте пропущенное число и затем продолжайте чтение с рубрики 43.
—I------------------------------------:------------------------------------
67.	Вы совершенно правы: водный раствор основания представляет собой щелочь, однако это не является определяющим свойством основания.
Прочтите еще раз определение, введенное в рубрике 34, где указано определяющее свойство всех оснований.
68. Здесь следует принять во внимание, что частицы с одинаковым электрическим зарядом отталкиваются друг от друга, а частицы с зарядами противоположного знака должны притягиваться друг к другу.
Теперь вам легко будет ответить на вопрос, поставленный в рубрике 60.
186
Про<рамма 11
69.	Да, эта реакция является экзотермической. После инициирования (возбуждения) реакции осторожным нагреванием смесь серы и железа настолько разогревается в ходе реакции, что начинает светиться.
Как называется реакция, в ходе которой происходит охлаждение?
Такая реакция называется ....
Переходите к рубрике 76.
70.	Неправильно. В формуле сульфата натрия (Na2SO4) содержатся два иона натрия. В формуле фосфата натрия (Na3PO4) содержатся три иона натрия.
Следовательно, кислотные остатки, содержащиеся в этих двух солях, должны иметь различные заряды. Прочтите еще раз рубрику 78.
Ж
71.	Совершенно верно.
HNOj-это кислота.
NaOH-это основание.
КО, NaCl и СаС12-это соли.
Кислоты, образующие при диссоциации в воде один ион водорода, называются одноосновные кислоты.
1 моль одноосновной кислоты должен реагировать с 1 молем гидроксида натрия или калия, образуя 1 моль соли и 1 моль Н2О.
Примерами одноосновных кислот являются НО и HNO3.
А какие определения вы бы применили к таким кислотам, как а) серная кислота (H2SO4) и б) фосфорная кислота (Н3РО4)?
•	а) трехосновная кислота и б) двухосновная кислота	—>	62
•	а) двухосновная кислота и б) трехосновная кислота	—>	87
•	а) и б)-обе двухосновные кислоты	—>	96
•	а) и б)-обе трехосновные кислоты	—*	79
72.	Кислота-это соединение, которое образует положительно заряженные ионы водорода при диссоциации в воде.
Соединение, состоящее из ... и	...., представляет собой соль.
Дайте полную формулировку этого определения и проверьте ее в рубрике 80.
73. Попытаемся найти правильные коэффициенты при помощи поэтапного рассмотрения. Уравнение без коэффициентов было записано так:
NaOH + Н3РО4 -> Na3PO4 + Н2О
Это уравнение должно описывать нейтрализацию фосфорной кислоты. Но фосфорная кислота Н3РО4 диссоциирует в воде с образованием трех ионов водорода и кислотного остатка фосфорной кислоты - фосфат-иона, несущего три отрицательных заряда.
Н3РО4 -> ЗН+ + РО3
Следовательно, для нейтрализации одной молекулы фосфорной кислоты требуются три гидроксид-иона, т.е. 3NaOH.
Теоретические основы (V)
(*7
Значит, в уравнении реакции следует прежде всего записать
3NaOH + Н3РО4 - Na3PO4 + Н2О
Теперь следует разобраться с числом атомов водорода. В левой части последнего уравнения имеется 6 атомов водорода, а в правой только 2. Поскольку в каждой части уравнения должно присутствовать одинаковое число атомов водорода, необходимо ввести коэффициент 3 перед Н2О, чтобы в правой части уравнения тоже стало 6 атомов водорода:
3NaOH + Н3РО4 - Na3PO4 + ЗН2О
Подсчитайте теперь число атомов каждого элемента в левой и правой частях последнего уравнения. Вы убедитесь, что это уравнение полностью завершено.
Продолжайте читать с рубрики 56.
74.	NaH2PO4 и Na2HPO4- кислые соли.
В чем заключается особенность кислых солей?
Запишите ответ и переходите к рубрике 82.
75.	кислотный остаток серной кислоты имеет два отрицательных заряда. Кислотный остаток фосфорной кислоты имеет три отрицательных заряда. Кислотный остаток азотной кислоты имеет один отрицательный заряд. Кислотный остаток хлороводородной, или соляной, кислоты имеет один отрицательный заряд.
Общий вид уравнения реакций нейтрализации должен быть таким: Кислота + ... -> ... + ...
Завершите это уравнение и переходите к рубрике 90.
76.	Реакция, в ходе которой происходит охлаждение (поглощение тепла), называется эндотермическая реакция.
Реакция, в ходе которой происходит разогревание (выделение тепла), называется экзотермическая реакция.
Запишите в свою тетрадь эти два определения и приведите два примера экзотермической реакции.
Переходите к рубрике 83.
77. Реакция серы с железом, при которой образуется сульфид железа, является сильно экзотермической реакцией. Однако эту реакцию сначала приходится инициировать (возбуждать) нагреванием смеси. Если осторожно нагревать пробирку со смесью серы и порошка железа, в том Месте, к которому подводится тепло, начнется реакция. Тепла, выделяемого при этой исходной реакции, достаточно, чтобы реакция распространилась на весь объем смеси.
В результате выделяется настолько большое количество тепла, что содержимое пробирки раскаляется докрасна.
Итак, реакция серы с железом, при которой образуется сульфид железа, представляет собой ... (экзотермическую/эндотермическую) реакцию.
Продолжайте чтение с рубрики 69.
188
Программа 11
78. H2SO4 + 2NaOH - Na2SO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH -> Na3PO4 + 3H2O
Соли серной кислоты называются сульфаты; соли фосфорной кислоты называются фосфаты.
Na2SO4 называется сульфат натрия.
Na3PO4 называется фосфат натрия.
Сколько отрицательных зарядов находится на кислотном остатке а) серной кислоты и б) фосфорной кислоты?
•	Оба кислотных остатка имеют два заряда	-» 94
•	Оба кислотных остатка имеют три заряда	-» 70
•	Кислотный остаток серной кислоты имеет два заряда,
а фосфорной кислоты-три заряда	-»	61
•	Кислотный остаток серной кислоты имеет три заряда, а фосфорной кислоты-два заряда	-> 86
11
79. Неправильно. Прочтите еще раз внимательно рубрику 71 и обратите особое внимание на число атомов водорода в формулах серной и фосфорной кислот.
Напоминаем, что одноосновная кислота отщепляет при диссоциации в воде один ион водорода!
80. Соединение, состоящее из (отрицательно заряженного) кислотного остатка и (положительно заряженного) иона металла, называется соль.
А теперь внимательно посмотрите на каждое из приведенных ниже пяти соединений и решите, какие из них являются кислотами, какие-основаниями и какие-солями.
КС1, HNO3, NaCl, NaOH, СаС12
Какие типы соединений представлены здесь?
•	Одна кислота, два основания и две соли	-♦	88
•	Две кислоты, одно основание и две соли	-»	95
•	Одна кислота, одно основание и три соли	->	71
•	Две кислоты, два основания и одна соль	->	54
81. NaH2PO4 + 2NaOH -> Na3PO4 + 2Н2О
Из последних двух уравнений видно, как может произойти полная нейтрализация двух кислых солей фосфорной кислоты.
Реакции нейтрализации протекают с выделением тепла. Однако количество тепла, высвобождаемого при смешении разбавленных кислот и щелочей, трудно оценить на ощупь. Концентрированные же кислоты и основания ни в коем случае не следует смешивать друг с другом. Такая смесь становится настолько горячей, что начинает кипеть и сильно расплескиваться.
Реакции, протекание которых сопровождается выделением тепла, называются экзотермические. И наоборот, реакции, протекание которых сопровождается поглощением тепла, называются эндотермические.
Теоретические основы (V)
189
Вы, несомненно, еще помните наш самый первый эксперимент-реакцию серы с железом, при которой образовывался сульфид железа.
К какому типу относится эта реакция?
•	Экзотермическая реакция •	Эндотермическая реакция • Ни то ни другое	-> 69 -> 97 -» 89
82.	Суть вашего ответа должна заключаться в следующем:
Кислые соли в воде отщепляют ионы водорода.
KHSO4-кислая соль, которая при растворении в воде отщепляет 1 ион Н+.
Этот ион водорода может нейтрализоваться основаниями, например КОН.
KHSO4 -> К+ + Н+ + SOf
К+ + Н* + SO4~ + К+ + ОН’ - 2К+ + soj- . + Н2О
V" ~	~	- к 	4	V 	'
KHSO4	+ КОН	K2SO4 + HjO
11
Теперь завершите следующее уравнение:
Na2HPO4 + NaOH
Проверьте результат в рубрике 91.
83.	Можно привести такие примеры экзотермических реакций:
1.	Реакции нейтрализации.
2.	Образование сульфида железа из железа и серы.
3.	Все реакции горения.
В данной программе вы познакомились с целым рядом важнейших правил и определений, которые следовало выучить наизусть. Чтобы закрепить этот материал, кратко повторим его. Начнем со следующего:
Красители, обнаруживающие четко различимое изменение окраски в присутствии кислот или ..., называются ....
Впишите в это предложение недостающие слова и переходите к рубрике 92.
84. Индикатор	Окраска в присутствии кислот	Окраска в присутствии оснований
Лакмус Фенолфталеин Метиловый оранжевый	Красная Бесцветная Красная	Синяя Красная Оранжево-желтая
Укажите теперь число отрицательных зарядов на каждом из следующих кислотных остатков:
Остаток серной кислоты имеет ....
Остаток фосфорной кислоты имеет .....
Программа 11
190
Остаток азотной кислоты имеет .....
Остаток хлороводородной кислоты имеет .......
Проверьте ответ в рубрике 75.
85. Фосфорная кислота-трехосновная кислота.
Хлороводородная кислота -одноосновная кислота.
Серная кислота -двухосновная кислота.
Азотная кислота-одноосновная кислота.
Какие ионы образуются при растворении кислой соли в воде?
Реакция, в ходе которой происходит охлаждение, представляет собой ... реакцию.
Реакция, в ходе которой происходит разогрев, представляет собой ... реакцию.
Запишите ответ на поставленный вопрос и завершите незаконченные предложения, после чего переходите к рубрике 93.
п------------------------------------------------------------------------------
ИИШа 86. Неправильно. Достаточно было подсчитать, сколько ионов Na+ входит в формулу сульфата натрия и в формулу фосфата натрия.
Ион натрия всегда несет один положительный заряд. Теперь вам нетрудно будет правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 78.
87.	Правильно. Серная кислота является двухосновной кислотой, а фосфорная кислота-трехосновной кислотой.
Серная кислота при диссоциации в воде отщепляет два иона водорода. Фосфорная кислота при диссоциации в воде отщепляет три иона водорода.
Какой смысл имеют термины одноосновная, двухосновная или трехосновная кислота?
При нейтрализации различных кислот основанием, имеющим один гидроксид-ион, как, например, NaOH или КОН, требуются следующие количества основания:
на 1	моль одноосновной кислоты (НО, HNO3)	-	1	моль	основания
на 1	моль двухосновной кислоты (H2SO4)	-	2	моля	основания
на 1	моль трехосновной кислоты (Н3РО4)	-	3	моля	основания
Запишите еще раз уравнения нейтрализации серной и фосфорной кислот: H2SO4 + NaOH -> Na2SO4 + ...
Н3РО4 + NaOH - Na3PO4 ...
Переходите к рубрике 78.
88.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
89.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 77.
90. Кислота + Основание -» Соль + Вода
Что такое кислота?
Что такое основание?
Что такое щелочь?
Теоретические основы t'V<
191
Какой тип химической связи осуществляется в солях? Запишите ответы и проверьте их в рубрике 98.
91.	Na2HPO4 + NaOH - Na3PO4 + Н2О
Теперь завершите следующее уравнение:
NaH2PO4 + 2NaOH ->
Проверьте ответ в рубрике 81.
92.	Красители, обнаруживающие четко различимое изменение окраски в присутствии кислот или оснований, называются индикаторы.
Заполните следующую таблицу:
Индикатор	Окраска в присутствии кислот	Окраска в присутствии оснований
Лакмус		
... фталеин		Красная
Метиловый ...		Оранжево- ...
Проверьте ответ в рубрике 84.
93.	Кислые соли при растворении в воде диссоциируют с образованием ионов металла, ионов водорода и отрицательно заряженного кислотного остатка.
Реакция, в ходе которой происходит охлаждение, представляет собой эндотермическую реакцию.
Реакция, в ходе которой происходит разогревание, представляет собой экзотермическую реакцию.
Конец программы 11.
94.	Неправильно. В формуле сульфата натрия (Na2SO4) содержится два иона натрия. В формуле фосфата натрия (Na3PO4) содержится три иона натрия.
х Следовательно, кислотные остатки, содержащиеся в этих двух солях, должны иметь различные заряды. Прочтите еще раз рубрику 78.
95.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
96. Неправильно. Еще раз внимательно прочтите рубрику 71 и обратите особое внимание на число атомов водорода в формулах серной и фосфорной кислот.
Напоминаем, что одноосновная кислота отщепляет при диссоциации в воде один ион водорода!
192
Программа 11
97. Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 77.
98. Кислота -это соединение, которое при диссоциации в воде образует положительно заряженные ионы водорода.
Основание -это соединение, способное связывать положительно заряженные ионы водорода.
Щелочь -это водный раствор основания*.
В солях осуществляется ионный тип связи.
Завершите теперь следующие утверждения, вставив недостающие приставки в указанных местах:
Фосфорная кислота-это ...основная кислота.
Хлороводородная кислота-это ...основная кислота.
Серная кислота-это ...основная кислота.
Азотная кислота-это ...основная кислота.
Проверьте правильность ваших записей в рубрике 85.
11
* Точнее, щелочами называются сильные основания, способные растворяться в воде.- Прим. ред.
Программа 12
Сера и ее соединения (I)
1.	Сера-химический элемент. Она имеет атомную массу 31 и химический
символ S.
Сера представляет собой твердое хрупкое вещество. Она может поступать в продажу в форме палочек или кусков. Однако в лаборатории ее обычно используют в форме тонко измельченного порошка (так называемый «серный цвет». Сера имеет ярко желтую окраску, у нее нет блеска, она плохо проводит тепло и совсем не проводит электрический ток.
Относится ли сера к металлам или к неметаллам?
•	Она является неметаллом	-►	10
•	Она является металлом	->	20
•	Не знаю	->	26
2.	Вы работаете недостаточно внимательно. Прочтите еще раз рубрику 10.
12
3.	Неправильно. Чтобы извлечь серу из смеси серы и железа при помощи перегонки, смесь пришлось бы нагревать, что вызвало бы химическую реакцию. При совместном нагревании сера и железо соединяются с образованием сульфида железа, и в результате выделяется настолько большое количество тепла, что смесь раскаляется докрасна.
Следовательно, необходимо использовать другое физическое свойство серы, чтобы извлечь ее из смеси серы и железа.
Подробное обсуждение физических свойств серы дано в рубрике 22.
4.	Для получения сульфида натрия проводят реакцию H2S с едким натром. Попытайтесь записать уравнение этого химического процесса.
К какому типу относится реакция между H2S и едким натром?
•	Реакция	нейтрализации	-»	50
•	Реакция	восстановления	-»	33
•	Реакция	окисления	->	43
5.	Неправильно. Валентность серы в двух ее оксидах, SO2 и SO3, должна быть различной. Ведь сера в каждом из этих оксидов соединена с различным числом атомов кислорода. Кислород-двухвалентный элемент (это видно, например, по таким его соединениям, как Н2О или Na2O). Какую же валентность имеет сера в SO2 и SO3?
Запишите, какие валентности имеет сера в ее соединениях с кислородом, и переходите к рубрике 39.
6.	По-видимому, вы неправильно записали структурную формулу сероводорода H2S. Структурная формула этого соединения имеет вид
Н—S—Н
13-1073
194
Программа 12
Структурными формулами можно пользоваться для наглядного представления валентных связей, существующих в молекуле.
Если подсчитать число связей, исходящих из атома серы, то нетрудно будет определить валентность серы в сероводороде. Запишите в полной форме следующее предложение:
Валентность серы в сероводороде равна ....
Продолжайте чтение с рубрики 12.
12
7.	Различные формы, в которых может существовать химический элемент, называются аллотропные модификации, или аллотропные формы.
При нагревании серы в пробирке она расплавляется. На холодных частях пробирки осаждается слой тончайшего порошка твердой серы. Это происходит вследствие частичного испарения серы и последующего обратного превращения ее из парообразного состояния в твердое. Такой процесс осуществляется, полностью минуя жидкое состояние*.
Описанная процедура используется для промышленной очистки серы. Образующаяся очищенная тонкоизмельченная сера называется серный цвет.
Укажите, через какие агрегатные состояния проходит сера в процессе очистки:
Твердое вещество- ... - ... - ....
Продолжайте чтение с рубрики 22.
8.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 40.
9.	Ваше уравнение все еще неправильно. Приведем еще раз незавершенное уравнение
H2S + О2 -> S + 2Н2О
Число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения одинаково, то же самое относится и к числу атомов серы. Однако в правой части уравнения содержится 2-2 = 4 атома водорода, а в левой части-только 2. Поэтому необходимо записать 2H2S:
2H2S + О2 -> S + 2Н2О
Правильно ли это уравнение?
•	Да	70
•	Нет -> 61
10.	Сера является неметаллом.
При нагревании сера плавится и образует жидкость желтого цвета с высокой текучестью. При дальнейшем нагревании эта жидкость приобретает темную окраску и становится более вязкой. Наконец, при температуре около 400°С вязкость жидкости снова уменьшается. Таким образом, в расплавленном состоянии сера существует в различных формах в зависимости от температуры. Если расплавленную серу, нагретую до температуры 400°С, охлаждать, она снова проходит через различные формы, теперь уже в обратной
* Процесс перехода из твердого состояния в парообразное и затем снова в твердое, минуя жидкое, называется возгонка (сублимация).- Прим. ред.
Сера и ее соединения (I)
195
последовательности. Коричневая невязкая расплавленная сера сначала становится вязкой, а затем приобретает желтую окраску и снова становится невязкой. Различные формы, в которых может существовать химический элемент, называются аллотропные модификации, или аллотропные формы*.
Даже в твердом состоянии сера может существовать в различных аллотропных формах. Если сильно разогретый расплав серы медленно выливать в воду, получается очень пластичная легкодеформируемая аллотропная модификация серы. Однако, если эту пластическую форму серы оставить на некоторое время при комнатной температуре, она постепенно утрачивает пластичность и снова становится хрупкой. Аллотропная модификация серы, устойчивая при комнатной температуре, является хрупким веществом.
Попробуйте теперь ответить на следующий вопрос:
Смесь хрупкой и пластической серы выдерживают некоторое время при комнатной температуре? Что произойдет с ней в конце концов?
•	Хрупкая сера превратится в пластическую серу	-»	2
•	Пластическая сера превратится в хрупкую серу	-►	19
•	Ничего не произойдет; в смеси сохраняются обе	формы	-»	28
11.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 31.
12.	Атом серы в сероводороде двухвалентен
Н—S-H
Сероводород-дурно пахнущий газ с запахом тухлых яиц.
Сероводород очень ядовит, и поэтому при работе с этим газом следует соблюдать предельную осторожность!
Сероводород обладает свойствами кислоты. Как и другие кислоты, при растворении в воде он диссоциирует с отщеплением атомов водорода. Раствор сероводорода в воде называется сероводородная кислота.
Попытайтесь записать уравнение диссоциации сероводорода.
Проверьте ответ в рубрике 23.
13.	Проверьте уравнение диссоциации сероводорода
H2S -> 2Н + + S2-
Из этого уравнения видно, что сульфидный ион несет два отрицательных заряда. Определите, сколько ионов натрия должно соединиться с сульфидным ионом при образовании им натриевой соли.
Запишите химическую формулу сульфида натрия и затем вычислите его молекулярную массу. Необходимые для вычислений атомные массы: Na = 23, S = 32.
•	55	->	63
•	78	->	24
•	87	->	38
* В тексте ничего не сказано о природе и причинах появления разных аллотропных форм, которые различаются числом атомов, образующих молекулу. Прим. ред.
13*
1%
Программа 12
14.	Проверьте ответ:
Диоксид серы SO2
Триоксид серы SO3
Валентные связи можно представить наглядно, записав соответствующие структурные формулы.
Например, диоксид серы имеет структурную формулу O=S=O.
Запишите самостоятельно структурную формулу триоксида серы.
Проверьте ответ в рубрике 27.
15.	Железо из смеси железа с серой можно извлечь магнитом. Однако в данном случае разделение двух веществ требуется провести, используя физические свойства серы. Поэтому ваш ответ не вполне правилен.
Некоторые физические свойства серы указаны в рубрике 22.
16.	Проверьте уравнение реакции:
12
FeS + 2НС1 -► H2S + FeCl2 сульфид соляная	сероводород	хлорид
железа	кислота	железа
Завершите теперь следующее предложение: Соли сероводородной кислоты называются ....
Переходите к рубрике 49.
17.	Неправильно. Валентность серы в двух ее оксидах, SO2 и SO3, должна быть различной. Ведь сера в каждом из этих оксидов соединена с различным числом атомов кислорода. Кислород-двухвалентный элемент (это видно, например, по таким его соединениям, как Н2О или Na2O). Какую же валентность имеет сера в SO2 и в SO3?
Запишите валентности серы в ее соединениях с кислородом и переходите к рубрике 39.
18.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 31.
19.	Совершенно верно. Устойчивой формой серы при комнатной температуре является хрупкая форма. По этой причине сера из пластической формы при комнатной температуре постепенно превращается в хрупкую.
Помните ли вы, какой термин используется для обозначения различных форм, в которых может существовать химический элемент?
Если помните, запишите его определение и продолжайте затем чтение с рубрики 7.
20.	Нет, металлы имеют специфический блеск и, кроме того, хорошо проводят тепло и электрический ток.
Прочтите еще раз рубрику 1.
21. Неправильно. Сероводород имеет формулу H2S. Запишите структурную формулу, отвечающую этой химической формуле, а затем снова попытайтесь
Сера и ее соединения (I)
197
ответить на вопрос:
Какую валентность имеет сера в сероводороде?
•	Два	->	12
•	Четыре	->	6
•	Шесть	—>	29
22.	Проверьте ответ:
Твердое вещество -жидкость -пар-твердое вещество.
Сера встречается в природе в свободном (несвязанном) состоянии.
Серу можно получить, нагревая содержащую серу горную породу после предварительного удаления воздуха. Этот способ позволяет получать серу в расплавленном виде. Другой способ заключается в том, что в подземные залежи серы нагнетают перегретый пар, который расплавляет серу. Давление пара заставляет расплав серы вытекать на поверхность.
Прекрасным растворителем серы является дисульфид углерода.
Ниже приводится краткая сводка важнейших физических свойств серы.
Сера представляет собой твердое хрупкое вещество. Ее можно временно перевести в пластическую форму (аллотропная модификация), быстро охлаждая расплав серы. Расплавленная сера при различных температурах тоже существует в различных аллотропных формах. Сера растворима в дисульфиде углерода.
Возможно, вы помните, что в описанном ранее эксперименте мы пытались извлекать серу из смеси железных опилок и серного цвета простейшим из возможных способов. Как это можно сделать, используя физические свойства серы?
(Хотя этот вопрос не из легких, вы сможете ответить на него, если хорошо подумаете.)
•	Извлечь серу путем перегонки	-»	3
•	Извлечь железо при помощи магнита	-> 15
•	Растворить серу в дисульфиде углерода и затем
отделить железо фильтрованием	-» 32
•	Расплавить серу и затем удалить железо
фильтрованием	-» 42
12
23.	H2S ->• 2Н+ + S2'
Если два атома водорода в сероводороде замещаются двукратно заряженным положительным ионом железа (Fe2 + ), получается сульфид железа FeS-соль сероводородной кислоты.
Как называется кислотный остаток сероводородной кислоты и какой заряд несет он на себе?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 34.
24. Молекулярная масса сульфида натрия равна 78. Если вам удалось получить этот результат с первой попытки, значит, вы работаете хорошо.
Сульфид натрия широко используется в химической промышленности. Это вещество не существует в природе, и его приходится синтезировать.
Для его получения проводят реакцию Н^> с ....
198
Программа 12
Если учесть, что H2S является кислотой, нетрудно завершить это предложение.
Проверьте его в рубрике 4.
25-	Неправильно. Валентность серы в двух ее оксидах, SO2 и SO3, должна быть различной. Ведь сера в каждом из этих оксидов соединена с различным числом атомов кислорода. Кислород-двухвалентный элемент (это видно, например, по таким его соединениям, как Н2О или Na2O). Какую же валентность имеет сера в SO2 и в SO3?
Запишите валентности серы в ее соединениях с кислородом и переходите к рубрике 39.
12
26.	Вам следует получше запомнить, в чем заключается различие между металлами и неметаллами.
Металлы характеризуются специфическим блеском и одинаково хорошо проводят тепло и электрический ток.
Неметаллы очень плохо проводят тепло и совсем не проводят электрический ток.
Прочтите еще раз рубрику 1.
27.	Проверьте ответ:
О
II
O-S O
триокосд серы
В этой молекуле валентность серы равна шести.
Сера соединяется с водородом, образуя сероводород (сульфид водорода).
Молекула сероводорода имеет формулу H2S.
Какова валентность серы в сероводороде?
•	Валентность	равна двум	->	12
•	Валентность	равна четырем	->	21
•	Валентность	равна шести	-»	35
28.	Вы работаете небрежно. Прочтите еще раз внимательно содержание рубрики 10.
29. По-видимому, вы неправильно записали структурную формулу сероводорода H2S. Структурная формула этого соединения, имеет вид
Н—S—Н
Структурными формулами можно пользоваться для наглядного представления валентных связей, существующих в молекуле.
Если подсчитать число связей, исходящих из атома серы, то нетрудно будет определить валентность серы в сероводороде. Запишите в полной форме следующее предложение:
Сера в сероводороде имеет валентность ....
Продолжайте чтение с рубрики 12.
Сера и ее соединения (I)
199
30.	Сульфид железа FeS.
Сульфид натрия Na2S.
В природе существуют большие залежи сульфида железа, однако молекула его естественно встречающейся формы содержит два атома серы, т.е. описывается химической формулой FeS2. Последнее соединение называется железный колчедан, или пирит.
В пирите существует ионная связь между ионами железа (с двумя положительными зарядами) и ионами серы (с двумя отрицательными зарядами). В действительности эти ионы серы представляют собой пару атомов серы и могут быть представлены в формуле пирита следующим образом:
По внешнему виду встречающиеся в природе сульфиды иногда классифицируются как колчеданы (например, железный, или серный, колчедан, сульфид железа FeS2), обманки (например, цинковая обманка, или сульфид цинка ZnS) и блески (например, свинцовый блеск, галенит, или сульфид свинца PbS).
Запишите химические названия и формулы двух последних сульфидов. Переходите к рубрике 37.
12
£1. Решим эту задачу поэтапно.
Начнем с записи исходного уравнения, в котором указаны только вещества, участвующие в реакции:
H2S + О2 —» SO2 + Н2О
В правой части уравнения содержится три атома кислорода, а в левой части-только два. Чтобы уравнять число атомов кислорода в обеих частях уравнения, запишем ЗО2 в левой части и 2SO2 и 2Н2О в правой части уравнения. Тогда в каждой части уравнения будет по крайней мере одинаковое число атомов кислорода:
H2S + ЗО2 -► 2SO2 + 2Н2О
Внимательно глядя на это уравнение, вы легко сообразите теперь, какой коэффициент следует поставить перед H2S.
•	Этот коэффициент равен 2	->	57
•	Этот коэффициент равен 3	-»	45
32. Совершенно верно. Серу растворяют в дисульфиде углерода и отфильтровывают от нерастворяющегося в нем железа.	1
При горении серы она соединяется с кислородом:
S + О2 —SO2
Соединение SO2 называется диоксид серы (диоксид потому, что в его молекуле содержится два атома кислорода).
Существует еще один оксид серы, в молекуле которого содержится три атома кислорода. Он имеет формулу SO3 и называется триоксид серы.
При горении серы образуется лишь диоксид серы. Дальнейшее окисление диоксида серы в триоксид серы осуществляется только в присутствии специальных катализаторов.
200
Программа 12
Какую валентность имеет сера в ее оксидах?
so2		so3		
•	Два	Два	—>	5
•	Четыре	Четыре	—►	17
•	Шесть	Шесть	—>	25
•	Четыре	Шесть	—>	39
33.	Неправильно. На самом деле реакция едкого натра с сероводородом представляет собой реакцию нейтрализации'.
Такие реакции протекают по уравнению общего вида
Кислота + Основание -+ Соль + Вода
Завершите теперь уравнение
H2S + NaOH ->
и проверьте ответ в рубрике 50.
12
34.	Кислотный остаток сероводородной кислоты представляет собой сульфидный ион, несущий два отрицательных заряда.
Соли сероводородной кислоты называются сульфиды; мы уже знакомы с одной из этих солей, сульфидом железа FeS.
Сероводородная кислота является слабой и летучей кислотой.
Менее летучие кислоты, например соляная и серная, способны вытеснять сероводород из его солей. Вследствие большой летучести он может выделяться из реакционной смеси в виде газа. Именно это свойство используется для получения сероводорода в лабораторных условиях.
Неполное уравнение соответствующей реакции
FeS + 2НС1 - H2S + ...
Запишите теперь полное уравнение этой реакции и укажите под формулой каждого вещества, участвующего в реакции, его название.
Проверьте ответ в рубрике 16.
35.	Неправильно. Сероводород имеет формулу H2S. Запишите структурную формулу, отвечающую этой химической формуле, а затем снова попытайтесь ответить на вопрос :
Какую валентность имеет сера в сероводороде?
•	Два	->	12
•	Четыре	->	6
•	Шесть . -» 29
36. Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 40.
37. Сульфид цинка: ZnS
Сульфид свинца: PbS
Завершите каждое из следующих предложений: FeS называется ..., или ....
Сера и ее соединения (I)
201
ZnS называется сульфид цинка, или ....
PbS называется сульфид свинца, или .... Переходите к рубрике 47.
38.	Неправильно. Химическая формула сульфида натрия Na2S.
Молекулярную массу сульфида натрия можно вычислить суммированием атомных масс элементов, входящих в это соединение:
Na = 23
Na = 23
S = 32
Na2S = ....
Итак, какова молекулярная масса сульфида натрия?
Проверьте ответ в рубрике 24.
39.	Когда сера соединяется с кислородом, ее валентность оказывается равной четырем или шести.
Кислород имеет валентность, равную двум.
Запишите названия и формулы двух оксидов серы, о которых только что говорилось, и переходите к чтению рубрики 14.
40.	Вы допустили ошибку в вычислениях или неправильно записали формулу для сульфида натрия.
Чтобы получить правильную формулу этой соли, сначала составьте уравнение диссоциации сероводорода (имеющего формулу H2S).
Записав это уравнение, проверьте его в рубрике 13.
41.	Решим эту задачу поэтапно.
Начнем с записи исходного уравнения, в котором указаны только вещества, участвующие в реакции
H2S + О2 -> S + Н2О
Теперь уравняем число атомов кислорода в правой и левой частях уравнения, записав две молекулы воды в правой части:
H2S + О2 -> S + 2Н2б
После этого нетрудно сообразить, какие коэффициенты пропущены перед H2S и S. Какие же это коэффициенты?
Перед H2S Перед S
•	2	3	->	48
•	2	2	—►	75
•	3	2	->	9
?42. Неправильно. Если вы хотите расплавить серу, находящуюся в смеси железа с серой, то эту смесь придется нагреть. Однако нагревание вызовет в смеси химическую реакцию. При совместном нагревании сера и железо соединяются с образованием сульфида железа, и при этом выделяется настолько большое количество тепла, что смесь раскаляется докрасна.
202
Программа 12
Следовательно, нужно воспользоваться другим физическим свойством серы, чтобы извлечь ее из смеси.
Некоторые физические свойства серы указаны в рубрике 22.
43.	Неправильно. На самом деле реакция едкого натра с сероводородом представляет собой реакцию нейтрализации'.
Такие реакции протекают по уравнению общего вида:
Кислота + Основание -♦ Соль + Вода
Завершите теперь уравнение
H2S + NaOH -
и проверьте ответ в рубрике 50.
44.	Серебро является одновалентным металлом, а свинец-двухвалентным.
Завершите следующие предложения, вставив в них пропущенные слова:
Соли сероводородной кислоты называются .... В растворе их можно обнаружить, добавляя растворы солей ... или .... При этом образуются осадки, имеющие ... или ... окраску.
Продолжайте чтение с рубрики 52.
45.	Неправильно. Прочтите еще раз внимательно рубрику 31, обратив особое внимание на число атомов серы в правой и левой частях последнего уравнения.
46.	Неправильно. Сера не может иметь одинаковую валентность в ангидридах сернистой и серной кислот.
В этих ангидридах сера связана в одном случае с двумя атомами кислорода, а в другом случае-с тремя.
Запишите структурные формулы этих двух ангидридов, а затем проверьте их в рубрике 77.
47.	FeS2 называется сульфид железа, пирит или железный (серный) колчедан', ZnS называется сульфид цинка, сфалерит или цинковая обманка, a PbS называется сульфид свинца, свинцовый блеск или галенит.
Сероводород можно поджечь. Он горит синим пламенем, и в этом процессе образуются диоксид серь; и вода. Неполное уравнение этой реакции (в нем пропущены все коэффициенты) имеет вид
H2S + о2 -> so2 + Н2О
Хотя на первый взгляд это может показаться трудным, но если вы подумаете, то сумеете правильно расставить коэффициенты перед всеми четырьмя веществами, участвующими в рассматриваемой реакции. Выберите правильный ответ:
	Перед H2S	Перед О2	Перед SO2	Перед Н2О
•	2	2	2	2	-> И
•	2	2	3	3	- 18
•	2	3	2	2	- 57
•	3	2	2	2	-> 67
•	Не могу решить эту задачу			- 31
Сера и ее соединения (I)	203
48.	Ваше уравнение все еще неправильно.
Приведем еще раз незавершенное уравнение
H2S + О2 -> S + 2Н2О
Число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения одинаково, то же самое относится к числу атомов серы.
Однако в правой части уравнения содержится 2-2 = 4 атома водорода, а в левой части-только 2.
Поэтому необходимо записать 2H2S, т.е.
2H2S + О2 -> S + 2Н2О
Правильно ли это уравнение?
•	Да	- 70
•	Нет	-> 61
49.	Соли сероводородной кислоты называются сульфиды.
Одним из важнейших сульфидов является сульфид натрия.
Запишите химическую формулу сульфида натрия и вычислите его молекулярную массу. Необходимые для вычисления атомные массы: Na = 23 и S = 32.
Какую молекулярную массу вы получили?
12
•	55	->	8
•	78	->	24
•	87	->36
•	Другое число -»	40
50.	Получение сульфида натрия по реакции сероводорода с едким натром осуществляется в результате реакции нейтрализации.
Правильное уравнение этой реакции таково:
2NaOH + H2S -> Na2S + 2Н2О
Запишите названия и формулы двух сульфидов, с которыми мы познакомились до сих пор, а затем переходите к чтению рубрики 30.
51.	Нет. Если исключить из реакции активированный уголь, окисление сероводорода до серы, сопровождаемое образованием воды, не будет происходить. Хотя можно заставить сероводород реагировать с кислородом, просто поджигая его, такая реакция приводит к образованию диоксида серы и воды.
На самом деле только с использованием активированного угля в качестве катализатора можно осуществить окисление сероводорода без возгорания. Образуемыми при этом продуктами являются сера и вода, а реакция протекает по уравнению
2H2S + О2 -> 2S + 2Н2О
Будет ли активированный уголь присутствовать в конце реакции в той же самой форме, что и до ее начала?
•	Да .	- 59
204
Программа 12
•	Нет	->	72
•	Не знаю	->	79
52.	Проверьте правильность записанных вами предложений.
Соли сероводородной кислоты называются сульфиды. В растворе их можно обнаружить, добавляя растворы солей свинца или серебра. При этом образуются осадки, имеющие коричневую или черную окраску.
Теперь перейдем к оксидам серы.
Запишите названия и формулы двух оксидов серы, которые уже обсуждались ранее, затем продолжайте чтение с рубрики 62.
53.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 41.
54.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 69.
12
Проверьте ответы:
Сульфит натрия: Na2SO3
Сульфат натрия: Na2SO4
Сульфит калия: K2SO3
Сульфат калия: K2SO4
Сульфид калия: K2S
Завершите каждое из следующих предложений: Соли сероводородной кислоты называются .... Ее кислотный остаток имеет формулу ....
Соли сернистой кислоты называются ....
Ее кислотный остаток имеет формулу ....
Соли серной кислоты называются ....
Ее кислотный остаток имеет формулу ....
Продолжайте чтение с рубрики 74.
56.	Неправильно. Сера не может иметь одинаковую валентность в ангидридах сернистой и серной кислот.
В этих ангидридах сера связана в одном случаев с двумя атомами кислорода, а в другом случае-с тремя.
Запишите структурные формулы этих двух ангидридов, а затем проверьте их в рубрике 77.
57.	Совершенно верно! Попытайтесь теперь записать полное уравнение горения сероводорода с образованием диоксида серы и воды.
Продолжайте чтение с рубрики 66.
58.	Правильно. Попробуйте теперь составить два уравнения окисления H2S а) до SO2 и
б) до S (при помощи активированного угля в роли катализатора).
Продолжайте чтение с рубрики 86.
Сера и ее соединения (I)
205
59; Активированный уголь играет роль катализатора в реакции окисления сероводорода в серу. В отсутствие катализатора сероводород способен взаимодействовать с кислородом воздуха только при намного более высоких температурах. При этом процесс окисления, протекающий с возгоранием, приводит к образованию диоксида серы в качестве продукта реакции.
Приведем еще раз уравнения реакций для каждого из этих процессов:
Окисление сероводорода с использованием активированного угля при низкой температуре
2H2S + О2 -> 2S + 2Н2О
Окисление сероводорода без использования активированного угля при высокой температуре
2H2S + ЗО2 -► 2SO2 + 2Н2О
Мы уже указывали, что сероводород имеет запах тухлых яиц. Но как его можно опознать химическими методами?
Сероводород и соли сероводородной кислоты могут быть обнаружены в водном растворе при добавлении в него растворенных солей свинца или серебра. В результате образуется осадок сульфида свинца или сульфида серебра, имеющий окраску от коричневой до черной. Даже сами металлы-свинец и серебро-приобретают коричневато-черную окраску в присутствии сероводорода. Этим объясняется потемнение серебряных предметов, находящихся длительное время на воздухе: происходит реакция серебра со следами сероводорода, которые всегда содержатся в воздухе.
Сульфид свинца имеет формулу PbS, а сульфид серебра-Ag2S.
Из этих формул можно определить валентности свинца и серебра.
•	Свинец двухвалентен, а серебро одновалентно	->	44
•	Оба этих металла одновалентны	->	71
•	Оба этих металла двухвалентны	89
•	Не знаю и не хочу отвечать наугад	->	78
12
60.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 69.
61.	Совершенно верно! Число атомов серы в левой и правой частях уравнения неодинаково. Уравнение
2H2S + О2 -> S + 2Н2О
еще не является полностью завершенным.
Запишите полное уравнение этой реакции и проверьте его в рубрике 75.
62.	Диоксид серы SO2 представляет собой бесцветный газ с едким запахом. Он обладает дезинфицирующими свойствами. Триоксид серы SO3 при комнатной температуре представляет собой твердое вещество и кипит при 45 °C.
Как диоксид серы, так и триоксид серы реагируют с водой, образуя кислоты. Диоксид серы растворяется в воде с образованием сернистой кислоты:
SO2 + Н2О -> H2SO3
Триоксид серы растворяется в воде с образованием серной кислоты:
SO3 + Н2О -> H2SO4
206
Программа 12
Эти две кислоты диссоциируют в воде следующим образом:
H2SO3 -> 2Н+ + SOf
H2SO4 -> 2Н+ + SO2’
Оксиды, образующие при взаимодействии с водой кислоты, называются ангидриды соответствующих кислот.
Завершите следующие предложения:
Диоксид серы = ангидрид ....
Триоксид серы=... (чего?) ....
Продолжайте чтение с рубрики 84.
63.	Неправильно. Химическая формула сульфида натрия Na2S.
Молекулярную массу сульфида натрия можно вычислить суммированием атомных масс элементов, входящих в это соединение:
Na = 23
Na = 23
S = 32
Na2S = ...
Итак, какова молекулярная масса сульфида натрия? Проверьте ответ в рубрике 24.
64.	а) Горение H2S при высокой температуре.
Образуются SO2 и вода.	,
б)	Окисление H2S при низкой температуре с использованием активированного угля в качестве катализатора.
Образуются S и вода.
Попытайтесь записать соответствующие уравнения, а затем переходите к чтению рубрики 86.
65.	Вы перепутали. Когда делают пробу на сероводород или любые сульфиды, т.е. в сущности на сульфид-ионы, при помощи солей свинца или серебра, получается коричневато-черный осадок сульфида свинца или серебра.
В отличие от этого диоксид серы можно обнаружить по его запаху. Каким запахом он обладает?
•	Запахом тухлых яиц -»	76
•	Едким запахом	-> 90
66.	Проверьте составленное вами уравнение:
2H2S -> ЗО2 -> 2SO2 + 2Н2О
Итак, после поджигания сероводорода начинается процесс его горения (окисления) с образованием диоксида серы и воды.
Однако, если вместо поджигания смесь сероводорода и воздуха пропускать над поверхностью активированного угля, последний выступает в роли катализатора. На поверхности активированного угля происходит неполное окисление сероводорода, не сопровождаемое появлением пламени или
Сера и ее соединения (I)
207
возгоранием. Обратите внимание, что при этом вместо диоксида серы образуется просто сера]
H2S + О2 -> S + Н2О
В этом уравнении тоже пропущены два коэффициента. Попробуйте определить их. Выберите правильный ответ:
	Перед H2S	Перед О2	Перед S	Перед Н2О
•	2	1	2	2	->75
•	2	2	2	2	->92
•	2	3	3	2	-> 53
•	•3	2	2	3	->82
•	Не могу решить эту задачу			-> 41
67. Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 31.
68.	Нет, он не сгорает. Мы уже упоминали, что активированный уголь действует как катализатор в процессе неполного сгорания сульфида водорода.
Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же самой форме, что и до ее начала.
Запишите это определение и выучите его наизусть. Продолжайте чтение с рубрики 59.
12
69.	Правильно. Сера в ангидриде сернистой кислоты имеет валентность четыре, а в ангидриде серной кислоты ее валентность равна шести.
Сравните еще раз соответствующие структурные формулы:
O=S=O SO2, ангидрид сернистой кислоты
О И
O*S^O SO3, ангидрид серной кислоты
Соли сернистой кислоты называются сульфиты, а соли серной кислоты называются сульфаты.
Как называются кислотные остатки сернистой и серной кислот и какой заряд несет каждый из них?
Запишите ответы и проверьте их в рубрике 88.
70.	Это уравнение все еще неправильно! Посмотрите внимательно на число атомов серы в левой и правой частях уравнения!
Прочтите еще раз рубрику 48.
71.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 78.
72.	Неправильно. Мы указывали, что активированный уголь является катализатором в обсуждаемом процессе.
208
Программа 12
Катализатор-это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же самой форме, что и до ее начала.
Запишите это определение и выучите его наизусть. Продолжайте чтение с рубрики 59.
73.	Проверьте записанные вами уравнения:
H2SO3 -> SO2 + Н2О
h2so3 -> 2Н+ + sor
Большинство кислот способны вытеснять сернистую кислоту из ее солей, т.е. из сульфитов. В качестве примера укажем действие соляной кислоты на сульфит натрия, приводящее к образованию хлорида натрия и сернистой кислоты. Составьте уравнение этой реакции и проверьте его в рубрике 93.
12
74.	Соли сероводородной кислоты называются сульфиды. Ее кислотный остаток имеет формулу S2 ~.
Соли сернистой кислоты называются сульфиты. Ее кислотный остаток имеет формулу SO3 -.
Соли серной кислоты называются сульфаты. Ее кислотный остаток имеет формулу SO4".
Как называются вещества, имеющие формулы Na2SO3, K2SO4 и Na2S?
•	Сульфит	натрия, сульфит	калия	и	сульфид натрия	->	60
•	Сульфат	натрия, сульфат	калия	и	сульфит натрия	->	54
•	Сульфит	натрия, сульфат	калия	и	сульфит натрия	-г	80
•	Сульфит	натрия, сульфат	калия	и	сульфид натрия	->	85
75.	Полное уравнение реакции имеет вид
2H2S + 1О2 2S + 2Н2О
Коэффициент 1 никогда не включается в уравнения, и поэтому правильной формой записи уравнения является следующая:
2H2S + О2 -> 2S + 2Н2О
Это уравнение описывает реакцию, протекающую при пропускании смеси сероводорода и воздуха над поверхностью активированного угля. Какое участие принимает в описываемом процессе активированный уголь?
•	Активированный	уголь	сгорает	-♦	68
•	Активированный	уголь	действует как катализатор	-»	59
•	Активированный	уголь	можно вообще исключить	-»	51
76.	Вы перепутали запахи сероводорода и диоксида серы. Завершите следующее предложение:
Сероводород имеет запах тухлых яиц, а диоксид серы ... запах.
Продолжайте чтение с рубрики 90.
Сера и ее соединения (I)
209
77.
o=s=o
SO2, ангидрид сернистой кислоты.
SO3, ангидрид серной кислоты.
Сравните эти две структурные формулы, обращая особое внимание на число атомов кислорода в каждой из них.
Простой подсчет числа связей, исходящих от атома серы в каждом случае, позволит вам определить валентность серы в ангидриде сернистой кислоты и в ангидриде серной кислоты.
Завершите следующее предложение:
В ангидриде сернистой кислоты сера имеет валентность ..., а в ангидриде серной кислоты сера имеет валентность ....
Переходите к рубрике 69.
78.	Сульфид свинца и сульфид серебра-соли сероводородной кислоты. Сероводородная кислота представляет собой водный раствор сероводорода. Сероводород имеет формулу H2S. Сероводород диссоциирует в воде по уравнению
H2S -> 2Н+ + S2~
В сульфиде свинца PbS с сульфидным ионом связан только один ион металла. В сульфиде серебра Ag2S с одним сульфидным ионом связаны два иона металла. Следовательно, эти два металла должны иметь разные валентности. Действительно, свинец должен быть ... валентным, а серебро ... валентным.
Завершите эти предложения, указав в них валентности свинца и серебра.
Переходите к чтению рубрики 44.
12
79.	Мы указывали, что активированный уголь является катализатором в обсуждаемом процессе.
Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же самой форме, что и до ее начала.
Запишите это определение и выучите его наизусть. Продолжайте чтение с рубрики 59.
80.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 69.
81.	Да, сероводород имеет запах тухлых яиц. Сероводород-очень ядовитый газ. А теперь кратко повторим пройденный материал.
Важнейшими соединениями серы являются:
Диоксид серы	Сульфид натрия
Триоксид серы	Сульфит натрия
Сернистая кислота	СуЛьфат натрия
Серная кислота
Перепишите названия этих соединений и запишите для каждого из них соответствующую химическую формулу.
Проверьте ответ в рубрике 95.
14-1073
210
Программа 12
82.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 41.
83.	Проверьте составленные вами уравнения:
Na2SO3 + H2SO4 - Na2SO4 + H2SO3
H2SO3	-> H2O + SO2
Na2SO3 + H2SO4	—> Na2SO4 + H2O + SO2
Эта реакция сульфитов может быть использована для их обнаружения. При подкислении какого-либо сульфита с помощью НО или H2SO4 выделяется газообразный диоксид серы.
Как можно обнаружить диоксид серы?
•	По черному осадку, образуемому им при взаимодействии с солями свинца	-> 65
•	По присущему ему сильному запаху тухлых яиц	—> 76
•	По характерному для него едкому запаху	-> 90
12
84.	Проверьте ответы:
Диоксид серы = ангидрид сернистой кислоты.
Триоксид серы = ангидрид серной кислоты.
Формулу любого ангидрида можно установить, вычитая формулу воды из формулы соответствующей кислоты, например:
H2SO3 =сернистая кислота
Н2О = вода
SO 2	= ангидрид сернистой кислоты (диоксид серы)
Выполните такую же операцию для серной кислоты и проверьте результат в рубрике 91.
85.	Правильно.
Сернистая кислота H2SO3 является очень слабой кислотой. Она неустойчива, и большая ее часть разлагается на ангидрид и воду. В водном растворе сернйстая кислота диссоциирует на ионы.
Запишите уравнения разложения и диссоциации сернистой кислоты. Продолжайте чтение с рубрики 73.
86.	Проверьте составленные вами уравнения:
a)	2H2S + ЗО2 -> 2SO2 + 2Н2О
б)	2H2S + О2 -> 2S + 2Н2О
Диоксид серы образуется также при горении серы. Дальнейшее окисление диоксида серы до триоксида серы становится возможным только в присутствии специальных катализаторов. Происходящий при этом процесс имеет чрезвычайно важное значение для получения серной кислоты.
Дополнительные сведения о сере и ее соединениях содержатся в следующей программе (программа 13).
Конец программы 12.
Сера и ее соединения (I)
211
87.	Проверьте ответ:
Диоксид серы и триоксид серы представляют собой ангидриды соответственно сернистой и серной кислот. Сернистая кислота является очень неустойчивой кислотой, которая немедленно разлагается на диоксид серы и воду. Сера в диоксиде серы имеет валентность четыре, а в триоксиде серы ее валентность равна шести.
Существуют два возможных способа окисления сероводорода: а) при высокой температуре без применения катализатора и б) при низкой температуре с использованием активированного угля в качестве катализатора.
Какие продукты образуются в реакциях а) и б) помимо воды?
В реакции а) В реакции б)
•	SO2	S	-> 58
•	S	SO2	-> 94
•	Не знаю	->	64
88.	Кислотный остаток сернистой кислоты называется сульфит-ион и несет два отрицательных заряда; его формула
sor
Кислотный остаток серной кислоты называется сульфат-ион и несет тоже два отрицательных заряда; его формула
soi~
Соли сернистой кислоты называются сульфиты, а соли серной кислоты называются сульфаты.
Соли сероводородной кислоты называются сульфиды.
Будьте особо внимательны при записи названий этих солей, потому что их легко спутать:
Сульфид Сульфит Сульфат
Перепишите названия следующих соединений и запишите для каждого из них соответствующую химическую формулу:
Сульфит натрия, сульфат* натрия, сульфит калия, сульфат калия, сульфид калия.
Продолжайте чтение с рубрики 55.
89.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 78.
90.	Соли сернистой кислоты (сульфиты) могут быть обнаружены подкислением их растворов соляной или серной кислотой, в результате чего появляется характерный едкий запах газообразного диоксида серы.
Соли сероводородной кислоты (сульфиды) можно обнаруживать аналогичным способом. При добавлении к какому-либо сульфиду НО или H2SO4 выделяется газообразный сероводород.
Какой запах имеет сероводород?
•	Едкий запах	-> 76
•	Запах тухлых яиц	-> 81
14*
212
Программа 12
91.	H2SO4 = серная кислота
Н2О = вода
SO3 = ангидрид серной кислоты (триоксид серы)
Запишите структурные формулы ангидридов сернистой и серной кислот. Тогда вы сможете определить валентности серы в ангидридах сернистой и серной кислот.
Какова валентность серы в каждом из этих случаев? каждом случае четыре каждом случае шесть ангидриде сернистой кислоты четыре, в ангидриде серной кислоты шесть
Не могу записать соответствующие структурные формулы
В
В В а
56
46
69
77
92.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 41.
93.	Na2SO3 + 2НС1 - 2NaCl + H2SO3
Образующаяся сернистая кислота немедленно разлагается на воду и диоксид серы:
H2SO3 -> Н2О + so2
Если просуммировать эти два уравнения, получится полное уравнение
Na2SO3 + 2НС1 -> 2NaCl + Н2О + SO2
Таким образом, при реакции соляной. кислоты с сульфитом натрия происходит образование хлорида натрия и выделение газообразного диоксида серы. Последний продукт можно обнаружить по характерному для него едкому запаху. Другие кислоты также способны вытеснять SO2 из солей сернистой кислоты.
Запишите теперь уравнение реакции сульфита натрия с серной кислотой (составьте последовательно два уравнения, суммированием которых можно получить полное уравнение этой реакции).
Продолжайте чтение с рубрики 83.
94.	Неправильно.
а)	Горение H2S при высокой температуре.
Продуктами являются SO2 и вода.
б)	Окисление H2S при низкой температуре с использованием активированного угля в качестве катализатора.
Продуктами являются S и вода.
Запишите соответствующие уравнения и переходите к чтению рубрики 86.
Сера и ее соединения
213
95.	Проверьте ответы:
Диоксид серы: SO2	Сульфид натрия: Na2S
Триоксид серы: SO3	Сульфит натрия: Na2SO3
Сернистая кислота: H2SO3 Сульфат натрия: Na2SO4 Серная кислота: H2SO4
Завершите теперь каждое из следующих предложений:
Диоксид и триоксид серы представляют собой ангидриды соответственно ... и ....Сернистая кислота является очень ... кислотой, которая немедленно
разлагается на ... и воду. Сера в диоксиде серы имеет валентность ..., а в триоксиде серы ее валентность равна ....
Продолжайте чтение с рубрики 87.
12
Программа 13
Сера и ее соединения (П)
1.	В предыдущей программе мы уже кое-что рассказали о сере и ее соединениях. Поэтому вам должно быть не слишком трудно завершить предложения в приведенном ниже тексте, вставив в них недостающие слова.
Сера является ... металлом. Она имеет ... окраску. Сера-твердое хрупкое вещество. Выливая расплавленную серу в воду, можно получить ... форму серы, хотя последняя неустойчива и медленно переходит снова в хрупкую форму. Серу можно очистить при помощи ....
В своих соединениях сера проявляет валентности ..., ... и .... Наиболее важным соединением серы с водородом является ..., имеющий формулу .... Сера образует два оксида, а именно ... и ..., которые имеют формулы ... и ... соответственно.
Продолжайте чтение с рубрики 9.
13
2.	Неправильно. При обжиге пирита образуется не триоксид серы, а диоксид серы. Об этом было рассказано в рубрике, которую вы только что прочли. Вам следует заниматься более внимательно!
Прочтите еще раз рубрику 48.
3.	Неправильно. При- обнаружении серной кислоты или сульфатов с помощью хлорида бария наблюдается образование осадка!
Вернитесь к рубрике 59.
4.	SO3 + Н2О - H2SO4
Эта реакция проводится в свинцовых башнях, потому что свинец не взаимодействует с 80%-ной серной кислотой. Железо, например, полностью растворилось бы в ней за короткое время.
Совсем по-иному завершается контактный процесс. В этом случае триоксид серы вводится в 98%-ную серную кислоту. Чтобы поддерживать 98%-ную концентрацию серной кислоты, в нее одновременно осторожно добавляют воду.
Серная кислота 98%-ной концентрации не разъедает железо. Это позволяет использовать в рассматриваемом процессе железные аппараты вместо дорогих свинцовых башен.
Какова концентрация серной кислоты, образующейся:
а)	в башенном процессе и
б)	в контактном процессе?
Проверьте ответы в рубрике 17.
5.	Ваш ответ не вполне правилен. Продолжайте чтение с рубрики 29.
6.	Проверьте составленное вами уравнение: S + О2 —> SO2
Сера и ее соединения (П)
215
SO3 получают из SO2 в присутствии катализаторов. Этот процесс позже будет обсуждаться подробно.
А сейчас мы расскажем несколько подробнее о получении SO2.
Вместо использования чистой серы в качестве исходного вещества для производства диоксида серы можно воспользоваться также какими-либо серными рудами. Одной из руд, часто применяемых для этой цели, является пирит, запасы которого в природе велики.
Какую химическую формулу имеет пирит?	,
•	FeS	-> 14
•	FeS2	->	41
•	FeSO3	->	24
•	FeSO4	->	34
•	He знаю	->	22
7.	Неправильно. В башенном процессе получается серная кислота только 80%-ной концентрации.
Прочтите еще раз рубрику 13.
8.	Неправильно. При обжиге пирита образуется не триоксид серы, а диоксид серы. Об этом было рассказано в рубрике, которую вы только что прочли. Вам следует заниматься более внимательно!
Прочтите еще раз рубрику 48.
fa
9.	Проверьте ответы:
неметаллом, желтую, пластическую, перегонки
2,	4 и 6
сероводород H2S, диоксид серы S02, триоксид серы SO2
Завершите теперь следующие предложения:
SO2 и SO3 являются ... соответственно сернистой и серной кислот. Соли сернистой кислоты называются .... Для обнаружения солей этой кислоты добавляют к их водному раствору серную или соляную кислоту. Это приводит к образованию ..., который можно опознать по его ... запаху.
Переходите к чтению рубрики 18.
10.	сульфиды, соли серебра, коричневато-черную
При проведении пробы на сульфиды в результате реакции их с солями свинца или серебра образуются соответственно сульфид свинца PbS и сульфид серебра Ag2S.
Продолжим теперь обсуждение серы и ее соединений. К наиболее важным соединениям серы относится серная кислота. В химической промышленности ее получают в огромных количествах.
Какова химическая формула ангидрида серной кислоты?
Проверьте ответ в рубрике 26.
11.	Ваш ответ не вполне правилен. Продолжайте чтение с рубрики 29.
12.	Неправильно. Поскольку образующийся осадок представляет собой
216
Программа 13
тонкоизмельченный и тяжелый порошок, он быстро осаждается на дно сосуда. Переходите к чтению рубрики 43.
13.	Проверьте составленные вами уравнения:
SO2 + NO2 -4 SO3 + NO
2NO + O3 -> 2NO2
Полученный таким способом триоксид серы должен быть затем превращен в серную кислоту.
Это превращение в башенном процессе осуществляется путем вдувания водяного пара, в результате чего образуется приблизительно 80%-ный раствор серной кислоты. Оксиды азота как газы высвобождаются и могут быть снова введены в свинцовые башни после предварительного смешения с SO2 и воздухом.
Запишите уравнение образования серной кислоты из триоксида серы и воды.
Проверьте ответ в рубрике 4.
14. Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 22.

15.	Ваш ответ не вполне правилен. Вам следовало указать непосредственно в формуле число молекул воды, содержащихся в кристаллическом сульфате меди.
Какой же вид должна иметь правильная формула?
•	CuSO4 с 5Н2О	-► 60
•	CuSO4-5H2O	-> 54
16.	Проверьте ответ:
Раствор триоксида серы в серной кислоте, получаемый в контактном процессе, называется дымящая серная кислота, или олеум.
Концентрированная серная кислота представляет собой бесцветную довольно вязкую и очень гигроскопичную (поглощающую воду) жидкость. Эта кислота чрезвычайно едкая. При работе с серной кислотой обязательно следует надевать защитные очки.
Способность серной кислоты поглощать воду можно использовать для осушения различных веществ. Например, некоторые газы осушают, пропуская их через концентрированную серную кислоту.
Приведем типичный пример: таким способом можно удалять водяные пары, содержащиеся в воздухе (влагу).
При смешении концентрированной серной кислоты и воды выделяется очень большое количество тепла; по этой причине следует соблюдать особые меры предосторожности.
Никогда не следует добавлять воду в концентрированную серную кислоту; в этом случае выделяется настолько большое количество тепла, что часть воды немедленно вскипает, и это приводит к разбрызгиванию кислоты во все стороны. -
Перечислите важнейшие свойства концентрированной серной кислоты. Переходите к чтению рубрики 23.
Сера и ее соединения (II)
217
17.	Концентрация серной кислоты, образующейся:
а)	в башенном процессе, около 80%, а
б)	в контактном процессе, приблизительно 98%.
Если в контактном процессе SO3 вводится в 98%-ную серную кислоту без одновременного добавления воды, то получается 100%-ная серная кислота. Дальнейшее введение SO3 приводит просто к его растворению в 100%-ной серной кислоте. Такая кислота на открытом воздухе образует над собой белое облако и поэтому называется дымящая серная кислота. В органической химии дымящая серная кислота необходима для проведения многих синтезов.
Какой процесс используется для получения дымящей серной кислоты?
•	Контактный процесс '	33
•	Башенный процесс	->	7
18.	SO2 и SO3 являются ангидридами соответственно сернистой и серной кислот. Соли сернистой кислоты называются сульфиты. Для обнаружения сульфитов добавляют к их водному раствору серную или соляную кислоту. Это приводит к образованию газообразного диоксида серы, который можно опознать по его характерному едкому запаху.
Запишите уравнение реакции сульфита натрия с серной кислотой и проверьте его в рубрике 35.
13
19.	Неправильно. В левой части уравнения
4FeS2 + 11О2 -> 2Fe2O3 + ...
содержится 4-2 = 8 атомов серы. Напомним, что в любом уравнении левая и правая части должны содержать одинаковое число атомов каждого элемента.
Подумайте еще раз над вашим ответом и постарайтесь ответить правильно на вопрос, поставленный в рубрике 48.
20.	Совершенно верно. Не забывайте правило: Лей кислоту поверх воды, Не то-недолго до беды!
Конец программы 13.
21.	Неправильно. Сульфиды-это соли сероводородной кислоты!
Запомните следующее:
Соли сероводородной кислоты H2S называются сульфиды
Соли сернистой кислоты H2SO3 называются сульфиты
Соли серной кислоты H2SO4 называются ....
Вставьте пропущенное слово и переходите к чтению рубрики 40.
22.	Пирит-это сульфид железа, в котором на атом железа приходятся два атома серы; он имеет формулу FeS2.
FeSO3-3To соль сернистой кислоты H2SO3.
FeSO4-3To соль серной кислоты H2SO4.
FeS -это сульфид железа.
Программа 13
Каковы химические названия следующих четырех соединений: FeS, FeS2, FeSO3 и FeSO4?
•	Сульфид железа, пирит, сульфат железа, сульфит железа	-»	И
•	Сульфит железа, пирит, сульфат железа, сульфид железа	-»	50
•	Сульфид железа, пирит, сульфит железа, сульфат железа	-> 41
•	Сульфит железа, пирит, сульфат железа, сульфид железа	-»	5
23.	Суть ответа должна быть такова:
Концентрированная серная кислота является бесцветной вязкой и очень гигроскопичной жидкостью. Это-чрезвычайно едкая коррозионная жидкость. Из-за того, что при смешении серной кислоты с водой выделяется большое количество тепла, при выполнении этой операции приходится принимать особые меры предосторожности.
Для получения разбавленной серной кислоты из концентрированной серной кислоты в лабораторных условиях следует очень осторожно приливать требуемое количество концентрированной серной кислоты к воде, непрерывно перемешивая ее.
Ни в коем случае не добавляйте воду к кислоте! И обязательно проверьте, не забыли ли вы надеть защитные очки перед разбавлением кислоты!
Чтобы лучше запомнить правильную последовательность действий при получении разбавленной серной кислоты, заучите такое мнемоническое правило:
Лей кислоту поверх воды, Не то-недолго до беды! (Рекомендуемая здесь последовательность объясняется тем, что кислота плотнее воды и поэтому при наливании в воду будет опускаться через слой воды на дно сосуда, а это обеспечит лучшее перемешивание.)
Завершите теперь следующие предложения:
Серная кислота жадно поглощает .... Поэтому ее можно использовать для ... различных веществ. При необходимости разбавить концентрированную серную кислоту нужно сначала налить в сосуд соответствующее количество ..., а затем осторожно приливать в нее ....
Продолжайте чтение с рубрики 32.
24.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 22.
25.	Неправильно. Разложение SO3 предотвращается не катализатором, а низкой температурой реакции.
Прочтите еще раз материал начиная с рубрики 44.
26.	Ангидрид серной кислоты имеет химическую формулу SO3. Его нельзя получить непосредственно из серы при помощи, например, процесса горения. Горение серы приводит к ее окислению только в диоксид серы.
Запишите уравнение горения серы с образованием диоксида серы.
Проверьте его в рубрике 6.
27.	Проверьте ответы: Башенный процесс.
Сера и ее соединения (II)
219
Исходное вещество - диоксид серы.
Окислителем является диоксид азота.
Этот процесс называется башенный, потому что реакцию проводят в свинцовых башнях.
Продуктом реакции является триоксид серы.
Запишите два уравнения, дающие упрощенное описание химических процессов, протекающих в свинцовых башнях.
SO3 4“ NO3 —► ... +
NO + ... -> ...
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 13.
28.	Проверьте составленное вами уравнение:
CuSO4 + 5Н2О CuSO4-5H2O белый	голубой
Один из важнейших сульфатов, встречающихся в природе, называется гипс. Гипс состоит из сульфата кальция, который содержит 2 моля кристаллизационной воды на каждый моль сульфата кальция.
Запишите химическую формулу гипса и переходите к чтению рубрики 38.

29.	Постарайтесь запомнить следующее:
Соли сероводородной кислоты (H2S) называются сульфиды.
Соли сернистой кислоты (H2SO3) называются сульфиты.
Соли серной кислоты (H2SO4) называются сульфаты.
Прочтите еще раз рубрику 22.
30.	Правильно. Полное уравнение обжига пирита имеет вид
4FeS2 + 1Ю2 -> 2Fe2O3 + 8SO2
Помимо диоксида серы в этом процессе образуется также оксид железа.
Для получения серной кислоты необходимо окислить SO2 до SO3.
С этой целью в промышленности применяют:
1)	контактный метод и
2)	башенный метод.
Перепишите в свою тетрадь названия этих методов, а затем составьте уравнение окисления SO2 до SO3 кислородом.
Переходите к рубрике 44.
31.	Неправильно. CuS04-oto формула сульфата меди, не содержащего кристаллизационной воды. А вам следовало записать формулу сульфата меди, содержащего 5 молей кристаллизационной воды на один моль CuSO4.
Запишите правильную формулу последнего сульфата меди. Какой она должна быть?
•	CuSO4 с 5Н2О	-> 60
•	CuSO4-5H2O	54
•	CuSO4 с кристаллизационной водой ->	15
22(1
Программа 13
32.	Проверьте ответ. Серная кислота жадно поглощает воду. Поэтому ее можно использовать для осушения различных веществ. Если необходимо разбавить концентрированную серную кислоту, нужно сначала налить в сосуд соответствующее количество воды, а затем осторожно приливать в нее кислоту. Промышленное и экономическое значение серной кислоты трудно переоценить. В 1980 г. в мире было произведено около 120 миллионов тонн серной кислоты.
Как называются соли серной кислоты?
•	Сульфиды	-»	21
•	Сульфиты	-»	56
•	Сульфаты	->	40
•	Не знаю	->	49
13
33.	Верно. Дымящая серная кислота получается контактным способом. Иногда эту кислоту называют также олеум.
Если в 100%-ной серной кислоте растворено, например, 15% по массе SO3, то этот раствор называется 15%-ный олеум.
По башенному методу получается лишь 80%-ная серная кислота. Ее можно сконцентрировать частичным выпариванием воды.
Башенный процесс в настоящее время экономичен только для небольших химических предприятий, на всех больших предприятиях используется контактный процесс.
Теперь завершите следующее предложение:
Раствор триоксида серы в серной кислоте, получаемый в контактном процессе, называется ... серная кислота, или ....
Продолжайте чтение с рубрики 16.
34.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 22.
35.	* Na2SO3 4- H2SO^ —► Na2SO4. Ч- Н2О -I- SO2
Завершите теперь следующие предложения:
Соли сероводородной кислоты называются ... . Для их обнаружения можно использовать соли свинца или .... При взаимодействии с ними соли сероводородной кислоты образуют осадок, имеющий ... окраску.
Переходите к чтению рубрики 10.
36.	Проверьте ответы:
80%, 98%, дымящая серная кислота = олеум
Завершите следующее предложение:
Диоксид серы можно получать при сжигании ... или при обжиге ....
Переходите к рубрике 59.
37.	Неправильно. При обжиге пирита образуется не триоксид серы, а диоксид серы. Об этом было рассказано в рубрике, которую вы только что прочли. Вам следует заниматься более внимательно!
Прочтите еще раз рубрику 48.
Сера и ее соединении (II)
221
38.	Проверьте ответ:
Химический состав гипса CaSO4-2H2O
При нагревании гипса часть кристаллизационной воды теряется. Такой гипс называется обожженный. Если обожженный гипс смешать с водой, он-снова быстро связывается с кристаллизационной водой, которую потерял ранее. В этом процессе гипс становится очень твердым.
Завершите следующие предложения:
Гипс имеет химическую формулу .... При обжиге гипс теряет ....
Переходите к чтению рубрики 63.
39.	Неправильно. Окисление SO2 в SO3 вполне возможно без всякого катализатора, хотя для достижения этого необходимы столь высокие температуры, что образующийся SO3 снова в значительной степени разлагается. Поэтому окисление SO2 в SO3 в отсутствие катализатора неэкономично.
Прочтите еще раз материал начиная с рубрики 44.
40.	Соли серной кислоты называются сульфаты.
Важнейшим примером сульфатов является сульфат натрия Na2SO4. Когда сульфат натрия кристаллизуется из водного раствора, вместе с каждым молем Na2SO4 кристаллизуется еще 10 молей воды. Вода, содержащаяся в кристаллах такого типа, называется кристаллизационная вода. Кристаллический сульфат натрия описывается химической формулой
Na2SO410H2O
Эта формула читается так: сульфат натрия с десятью молекулами кристаллизационной воды.
Еще одним важным сульфатом является сульфат меди. Он кристаллизуется в форме красивых голубых кристаллов. Эти кристаллы содержат кристаллизационную воду, связанную с сульфатом меди. На каждый моль сульфата меди в них приходится 5 молей кристаллизационной воды.
Какой же, следовательно, должна быть химическая формула кристаллического сульфата меди?
•	CuSO4
•	CuSO4 с 5Н2О
•	CuSO4-5H2O
•	CuSO4 с кристаллизационной водой
31
60
54
15
41.	Совершенно верно. Пирит-это сульфид железа, в котором на один атом железа приходятся два атома серы; он имеет формулу
FeS2
При нагревании в присутствии воздуха пирит загорается и происходит экзотермическая реакция, в которой он окисляется. В результате образуются оксид железа и .....
Попробуйте сообразить, что еще получается в этой реакции.
Переходите к чтению рубрики 48.
42. H2SO4 + ВаС12
BaSO4 + 2НС1
222
Программа 13
13
Сульфат бария BaSO4 выпадает из раствора, образуя осадок в виде тонкого белого порошка.
Сульфат бария образуется также при реакции хлорида бария с сульфатом калия:
K2SO4 + ВаС12 -> BaSO4 + 2КС1
Нетрудно видеть, что в обеих реакциях состав осадка одинаков. Это объясняется тем, что и в водном растворе серной кислоты, и в растворе сульфата калия содержатся сульфат-ионы. Эти ионы реагируют с ионами бария Ва2 + , образуя плохо растворимый сульфат бария. Реакцию можно представить уравнением
Ва2+ + SO2~ -> BaSO4
Появление белого тонкоизмельченного порошкообразного осадка сульфата бария при добавлении раствора хлорида бария указывает, что в исследуемом веществе присутствуют сульфат-ионы.
А теперь кратко повторим пройденный материал.
Завершите следующие предложения:
Окисление (горение) серы приводит к образованию ... Два
промышленных способа получения серной кислоты называются ... и ....
Проверьте ответ в рубрике 52.
43.	Совершенно верно. При проведении пробы на серную кислоту или сульфаты с помощью хлорида бария наблюдается появление тонкоизмельченного порошкообразного осадка сульфата бария. Поскольку он имеет большую плотность, сульфат бария быстро осаждается на дно сосуда.
Завершите уравнения протекающих при этом реакций:
H2SO4 + ...-> 2НС1 + BaSO4
Na2SO4 + ВаС12 - 2NaCl + ...
Проверьте ответы в рубрике 51.
44.	2SO2 + О2 -> 2SO3
Для того чтобы эта реакция протекала со скоростью, достаточной для осуществления промышленного процесса, необходимы очень высокие температуры (выше 600°С).
Однако при столь высоких температурах часть образующегося триоксида серы снова распадается на диоксид серы и кислород.
Запишите уравнение такого разложения триоксида серы.
Переходите к чтению рубрики 55.
45.	Сульфат-ион несет два отрицательных заряда и имеет формулу SO42 Запишите формулы сульфатов натрия и кальция, а затем переходите к чтению рубрики 53.
46.	Совершенно верно.
Перейдем теперь к башенному процессу.
В этом процессе SO2 вместе с воздухом и оксидами азота накачивают в большие свинцовые башни, где и протекает реакция. Триоксид серы
Сера и ее соединения «Д'
образуется в реакции, описываемой уравнением
SO2 + NO2 -> SO3 + NO
Таким образом, в этом процессе SO2 окисляется в SO3, a NO2 отдает один из своих атомов кислорода и тем самым восстанавливается в NO.
NO способен снова присоединять кислород из воздуха:
2NO + О2 -> 2NO2
Таким образом происходит регенерация NO2, который снова может окислять новые порции SO2. Следовательно, диоксид азота NO2 выступает в роли окислителя.
(Реальные химические процессы, протекающие в свинцовых башнях, на самом деле чрезвычайно сложны. Приведенные выше два уравнения соответствуют лишь упрощенному варианту реально протекающих процессов.)
Завершите теперь следующие предложения:
Башенный процесс
Исходным веществом является ......
Окислителем является.......
Откуда происходит название этого процесса?
Продуктом реакции является .....
Переходите к рубрике 27.
47.	Разложение триоксида серы на диоксид серы и кислород.
Поскольку при высоких температурах, необходимых для производства триоксида серы, некоторая часть его разлагается, экономичное получение триоксида серы оказывается невозможным без помощи катализаторов.
Использование катализаторов позволяет получать SO3 с достаточной скоростью при сравнительно невысоких температурах (400-500°С). При таких температурах разлагается очень небольшая часть SO3.
Познакомимся подробнее с контактным методом получения SO3. Смесь диоксида серы и воздуха при 400-500°С пропускают над твердыми катализаторами, называемыми контактами. Эти катализаторы вызывают окисление диоксида серы до триоксида серы. Контакты обычно состоят из тонкоизмельченной платины или оксида ванадия.
Завершите следующие предложения, записав их в свою тетрадь:
Контактный процесс
Исходным веществом является .....
Катализатором является ... или ....
Откуда происходит название этого процесса?
Продуктом реакции является .....
Переходите к рубрике 58.
48.	При горении пирита образуются диоксид серы и оксид железа. Диоксид серы выделяется в виде газа, который может использоваться затем для производства триоксида серы. Оксид железа остается на месте.
Поскольку эта реакция окисления пиритов проводится в больших обжиговых печах, описанный процесс называется обжиг пирита.
Неполное уравнение обжига пирита имеет вид
4FeS2 + 11О2 2Fe2O3 4- ...
Что пропущено в этом уравнении? Подумайте!
224
Программа 13
•	4 SO2	—>	57
•	8 SO2	—>	30
•	16 SO2	—>	19
•	4 SO3	—>	2
•	8 SO3	—>	8
•	16 SO3		37
49.	Запомните следующее:
Соли сероводородной кислоты H2S называются сульфиды.
Соли сернистой кислоты H2SO3 называются сульфиты.
Соли серной кислоты H2SO4 называются ....
Вставьте пропущенное слово и переходите к чтению рубрики 40.
50.	Ваш ответ не вполне- правилен. Продолжайте чтение с рубрики 29.
51. H2SO4 + ВаС12 -> 2НС1 + BaSO4
Na2SO4 + ВаС12 -> 2NaCl + BaSO4
Теперь запишите в свою тетрадь на память три важных предупреждения, связанные с использованием соединений серы:
1.	Сероводород-очень ядовитое вещество.
2.	Серная кислота-очень едкое вещество.
3.	При неосторожном разбавлении концентрированной серной кислоты она может легко разбрызгиваться.
Что следует прежде наливать в сосуд, в котором предстоит разбавить водой концентрированную серную кислоту?
•	Воду	-» 20
•	Серную кислоту -> 61
52.	Проверьте ответы:
диоксида серы
башенный процесс и контактный процесс
Завершите следующие предложения:
Башенный процесс позволяет получать ... %-ную серную кислоту, а контактный процесс дает ... %-ную серную кислоту. В контактном процессе можно получать также раствор SO3 в серной кислоте. Этот раствор называется ... или ....
Переходите к рубрике 36.
53.	Проверьте ответы:
Na2SO4 CaSO4 сульфат натрия сульфат кальция
Чтобы обнаружить серную кислоту или какой-либо сульфат, нужно растворить исследуемое вещество в воде, подкислить раствор соляной кислотой, а затем добавить в него хлорид бария. При наличии в исследуемом веществе
( ena i; ее соединения (II)
225
серной кислоты либо какого-нибудь сульфата из раствора выпадает нерастворимый осадок сульфата бария, представляющий собой тонкий порошок белого цвета.
Составьте уравнение реакции, происходящей между серной кислотой и хлоридом бария (ВаС12). Проверьте ответ в рубрике 42.
54.	Правильно. Формула кристаллического сульфата меди имеет вид
CuSO4  5Н2О
При нагревании кристаллического сульфата меди он теряет кристаллизационную воду и превращается в безводный сульфат меди. Последнее вещество имеет белую окраску.
Безводный белый сульфат меди можно использовать для обнаружения присутствия воды. Как только он приходит в соприкосновение с, водой, он снова приобретает голубую окраску. Запишите уравнение этой реакции и укажите, какую окраску имеет каждый тип сульфата меди, принимающий участие в этой реакции.
CuSO4 + 5Н2О - ...
Продолжайте чтение с рубрики 28.
13
55.	2SO3 - 2SO2 + О2
Очевидно, это уравнение является обратным по отношению к уравнению 2SO2 + О2 -► 2SO3
Подобные реакции, способные осуществляться в прямом и обратном направлениях, записываются при помощи уравнений с двойной стрелкой (т±) следующим образом:
2SO2 + О2 2SO3
Какая реакция осуществляется, если читать это уравнение слева направо?
Завершите следующее предложение:
Эта реакция соответствует образованию ...... из	... и ....
Переходите к чтению рубрики 62.
56.	Неправильно. Сульфиты-это соли сернистой кислоты!
Запомните следующее:
Соли сероводородной кислоты H2S называются сульфиды.
Соли сернистой кислоты H2SO4 называются сульфиты.
Соли серной кислоты H2SO4 называются ....
Вставьте пропущенное слово и переходите к чтению рубрики 40.
57.	Неправильно. В левой части уравнения
4FeS2 + 11О2 —> 2Fe2O3 4- ...
содержится 4-2 = 8 атомов серы. Напомним, что в любом уравнении левая и правая части должны содержать одинаковое число атомов каждого элемента.
Подумайте еще раз над вопросом, поставленным в рубрике 48.
15-1073
226
Программа 13
58.	Проверьте свои записи:
Контактный процесс
Исходным веществом является диоксид серы.
Катализатором является платина или оксид ванадия.
Процесс называется контактный, потому что в нем используются твердые катализаторы, называемые контактами.
Продуктом реакции является триоксид серы.
Какова роль катализаторов в контактном процессе?
•	Они предотвращают разложение SO3	-► 25
•	Без них невозможно окисление SO2 в SO3	-> 39
•	Они делают возможным окисление SO2 в SO3 при температуре, достаточной для довольно быстрого образования SO3, но не столь высокой, чтобы происходило разложение значительных количеств SO3.	-► 46
13
59.	Проверьте ответы: серы, пирита
Для обнаружения серной кислоты и сульфатов можно использовать раствор хлорида бария. Что наблюдается при этом?
• Появление белого хлопьевидного осадка	->	12
Появление белого тонкоизмельченного порошко-
образного осадка, который быстро осаждается
из раствора	->• 43
Изменение окраски	->	3
60.	Ваш ответ не вполне правилен. Вам следовало вместо предлога «с» воспользоваться точкой.
Теперь вы сможете записать правильную формулу кристаллического сульфата меди.
Переходите к рубрике 54.
61.	Неправильно. Когда предстоит разбавлять водой концентрированную серную кислоту, в сосуд для их смешения нужно сначала налить воду, а добавляя к ней серную кислоту, хорошо размешивать содержимое сосуда. Только в этом случае будет обеспечено безопасное распределение большого количества выделяемого тепла.
Запишите приведенное ранее мнемоническое правило:
Лей ... поверх ..., Не то-недолго до беды!
Конец программы 13.
62.	Эта реакция соответствует образованию триоксида серы из диоксида серы и кислорода.
Какая реакция осуществляется, если читать уравнение
2SO2 + О2 2SO3
справа налево?
Сера и ее соединения (II)
227
Дайте письменный ответ на этот вопрос. Переходите к чтению рубрики 47.
63.	Гипс имеет формулу CaSO4 -2H2O. При обжиге гипс теряет часть кристаллизационной воды.
Помните ли вы еще, сколько зарядов несет сульфат-ион? Запишите формулу сульфат-иона.
Переходите к рубрике 45.
13
Программа 14
Теоретические основы (VI)
1.	В данной программе будет обсуждаться вопрос о титровании и ряд связанных с этим понятий. Титрование-это аналитический метод, используемый для точного определения количества кислоты или основания в растворе *. Чтобы понять излагаемый здесь материал, очень важно хорошо знать содержание предыдущих программ, посвященных теоретическим основам химии. Это особенно относится к программе 11.
Приведите по одному примеру одноосновной, двухосновной
и трехосновной кислоты-запишите для каждой из них название и химическую формулу.
Переходите к чтению рубрики 26.
2.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
14
3.	Неправильно.
4 г фосфорной кислоты, растворенные в 196 г воды, образуют 200 г разбавленной фосфорной кислоты.
200 г разбавленной фосфорной кислоты содержат 4 г фосфорной кислоты.
100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат х г фосфорной кислоты.
Из этой пропорции видно, что 100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат
4-100 г
= 2 г фосфорной кислоты
Соответственно, если 100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат 2 г фосфорной кислоты, то такой раствор должен быть ... %-ным.
Переходите к рубрике 56.
4.	Вы плохо усвоили метод вычисления эквивалентной массы. Прочтите еще раз очень внимательно рубрику 37.
Не забудьте, что фосфорная кислота является трехосновной кислотой!
5.	Равные объемы 1 н. растворов всегда химически эквивалентны друг другу.
Раствор гидроксида натрия, содержащий 2 грамм-эквивалента NaOH на литр, обозначается как ....
Переходите к рубрике 20.
* В более широком значении титрование-операция, используемая при объемном анализе для количественного определения не только кислот и оснований, но и многих других веществ-Прим. ред.
Теоретические основы (VI)
229
6.	По-видимому, вы перепутали основности двух рассматриваемых кислот.
Азотная кислота HNO3 является одноосновной, т.е. ее основность равна 1.
Угольная кислота Н2СО3 является двухосновной, т.е. ее основность равна 2.
Прочтите еще раз рубрику 24.
7.	Сколько граммов'NaOH содержится в 100 мл 1 н. раствора гидроксида натрия?
1 л 1 н. раствора гидроксида натрия содержит 1 грамм-эквивалент = 40 г NaOH.
100 мл составляют одну десятую часть литра. Следовательно, 100 мл 1 н. едкого, натра содержат ... г NaOH.
Переходите к рубрике 68.
8.	Неправильно. Хотя молекулярные массы серной и фосфорной кислот случайно совпадают, их эквивалентные массы неодинаковы. Серная кислота является двухосновной кислотой, а фосфорная кислота-трехосновной.
Чтобы получить правильный ответ, прочтите еще раз рубрику 21.
9.	Неправильно. Эквивалентная масса азотной кислоты равна молекулярной массе.
Азотная кислота HNO3 является одноосновной кислотой. Растворяясь в воде, она диссоциирует на кислотный остаток NO3 и один ион водорода Н+. Поэтому ее основность равна единице.
Молекулярная масса HNO3 63
Эквивалентная масса HNO3 =---------—------------------= — = ...
Основность
Следовательно, эквивалентная масса азотной кислоты равна ....
Продолжайте чтение с рубрики 37.
14
10.	Неправильно. Обратите внимание на следующее:
Если в 1 л раствора содержится 2 грамм-эквивалента NaOH, то это означает, что 1 л данного раствора едкого натра содержит 2-40 г = 80 г NaOH.
Таким образом, мы определили концентрацию раствора в граммах на литр.
2 грамм-эквивалента NaOH/литр = 80 г NaOH/литр.
Вы должны были получить этот результат самостоятельно! Рекомендуем вам как можно скорее еще раз проработать эту программу с самого начала!
А сейчас переходите к чтению рубрики 71.
11. Пропущенные слова: бюретка индикатор
Конец программы 14.
230
Программа 14
12. Заполненная схема должна иметь такой вид:
14
Чтобы пояснить удобство использования понятия «эквивалентная масса», обсудим подробнее нейтрализацию соляной и серной кислот.
Для нейтрализации 1 моля соляной кислоты требуется 1 моль гидроксида натрия. Это видно из уравнения реакции
НС1 + NaOH -> NaCl + Н2О
Можно сказать, что 1 моль НО химически эквивалентен 1 молю NaOH.
Однако такое утверждение было бы неверно для нейтрализации серной кислоты едким натром. В этом случае для полной нейтрализации 1 моля серной кислоты потребуется 2 моля гидроксида натрия.
H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2Н2О
Таким образом, 1 моль серной кислоты химически эквивалентен 2 молям гидроксида натрия. Иначе можно сказать, что 1 /2 моля серной кислоты эквивалентна 1 молю гидроксида натрия.
Если исходить из 1 моля (= 1 грамм-эквивалента) гидроксида натрия, то этим количеством основания можно было бы нейтрализовать:
1 моль НО = 1 грамм-эквивалент НО
1/2 моля H2SO4 = 1 грамм-эквивалент H2SO4
1 грамм-эквивалент кислоты эквивалентен 1 грамм-эквиваленту основания.
Если вы хорошо разобрались в сказанном здесь и запомнили его, то вам будет нетрудно решить следующую задачу, не прибегая к составлению уравнения.	,
Сколько граммов азотной кислоты HNO3 можно нейтрализовать при помощи 2 молей гидроксида натрия?
Необходимые для вычислений атомные массы: Н = 1, N = 14, 0=16.
•	31,5 г азотной кислоты	-»	19
•	63 г азотной кислоты	->	28
•	126 г азотной кислоты	->	36
•	Не знаю	-»	46
13. Неправильно. Чтобы приготовить раствор, имеющий задацную концентрацию, которая выражена в граммах на литр, взвешивают определенное количество вещества и затем растворяют его в соответствующем растворителе. Нужно позаботиться о том, чтобы взятое количество растворителя было точно таким, какое требуется для получения одного литра раствора. При этом обязательно приходится измерять общий объем раствора.
Внимательно разберитесь в приведенных ранее способах указания концентрации и дайте правильный ответ на вопрос, поставленный в рубрике 36.
Теоретические основы (VI)
231
14. При смешении 20 г серной кислоты и 980 г воды получается 1000 г раствора серной кислоты.
1000 г раствора серной кислоты содержат 20 г серной кислоты.
100 г раствора серной кислоты содержат х г серной кислоты.
Нетрудно понять, что 100 г раствора серной кислоты содержат
20 -100 г	„
х = —7777.— = 2 г серной кислоты
1000
Если 100 г раствора серной кислоты содержат 2 г серной кислоты, то такой раствор называется 2%-ным.
Теперь воспользуйтесь таким же методом и вычислите концентрацию (выраженную в процентах) разбавленного раствора фосфорной кислоты, полученного смешением 4 г фосфорной кислоты с 196 г воды. -
•	Концентрация	фосфорной	кислоты	19,6%	->	3
•	Концентрация	фосфорной	кислоты	4%	-»	30
•	Концентрация	фосфорной	кислоты	2%	->	56
•	Получен другой результат	->	80
15. Неправильно. Чтобы получить эквивалентную массу фосфорной кислоты, нужно разделить молекулярную массу кислоты на ее основность. Основность фосфорной кислоты равна трем.
Прочтите еще раз рубрику 37.
16. Проверьте ответы:
а) 1 л 1 н. H2SO4 эквивалентен 2 л 0,5 н. NaOH.
б) 0,5 л 1 н. НС1 эквивалентны 0,5 л 1 н. NaOH.
в) 1 л 0,1 н. H2SO4 эквивалентен 0,1 л 1 н. NaOH.
Нормальные растворы используются в аналитической химии для проведения титрований. Титрование представляет собой аналитическую процедуру, при помощи которой определяют точное количество кислоты, основания или другого вещества, присутствующее в растворе. Допустим, например, что требуется узнать концентрацию неизвестного раствора едкого натра. С этой целью проделывают следующее:
Точно отмеряют 100 мл неизвестного раствора едкого натра и добавляют в него несколько капель индикатора метилового оранжевого. Затем в колбу, содержащую едкий натр, осторожно приливают из бюретки раствор 1 н. соляной кислоты. В процессе титрования колбу непрерывно
Бюретка, градуированная В миллилитра*
232
Программа 14
взбалтывают. Добавление раствора кислоты продолжают по каплям до тех пор, пока желтая окраска индикатора не изменится на оранжево-красную. В этот момент происходит нейтрализация раствора 1 н. соляной кислотой. После этого определяют по делениям бюретки точное количество израсходованной 1 н. . соляной кислоты. (Заметим, что здесь мы пользуемся в качестве единицы измерения объема миллилитрами (мл) и что 1000 мл= 1 л.)
Количество (в миллилитрах) 1 н. соляной кислоты, израсходованной в процессе титрования, должно быть эквивалентно неизвестному количеству гидроксида натрия.
Если, например, для титрования понадобилось 100 мл 1 н. соляной кислоты, то можно сделать вывод, что 100 мл неизвестного раствора едкого натра тоже представляют собой 1 н. раствор. Тогда нетрудно вычислить количество NaOH в граммах, находящееся в 100 мл неизвестного раствора.
Попытайтесь вычислить количество NaOH в граммах, присутствующее
в 100 мл 1 н. раствора едкого натра. Необходимые для вычисления атомные
массы: Na = 23, 0=16, Н = 1.			
•	Раствор содержит 40 г NaOH	—>	54
•	Раствор содержит 4 г NaOH	—>	68
•	Раствор содержит 0,4 г NaOH	—►	39
•	Не могу провести вычисления	—>	7
14
17.	Неправильно. Эквивалентная масса азотной кислоты равна молекулярной массе.
Азотная кислота HNO3 является одноосновной кислотой. Растворяясь в воде, она диссоциирует на кислотный остаток NO^ и один ион водорода Н +. Поэтому ее основность равна единице.
п Молекулярная масса HNO3 63
Эквивалентная масса HNO, =---------------------------= —
Основность
Следовательно, эквивалентная масса азотной кислоты равна .... Переходите к чтению рубрики 37.
18.	Эквивалентная масса вещества, выраженная в граммах, называется грамм-эквивалент.
Стандартный 1 н. раствор содержит 1 грамм-эквивалент вещества, растворенного в 1 л раствора.
Равные объемы 1 н. растворов всегда химически ... друг другу.
Завершите это предложение и переходите к рубрике 5.
19.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
20. 2 н. едкий натр
Стеклянный прибор, из которого в процессе титрования выпускают стандартные растворы, называется ....
Перед проведением титрования необходимо добавить в титруемый раствор ..., чтобы можно было определить конечную точку реакции.
Вставьте в эти предложенйя пропущенные слова и проверьте их в рубрике 11.
Теоретические  । <:, >
21.	Совершенно верно. Концентрация раствора равна 200 г/л.
Раствор, имеющий некоторую стандартную нормальность, приготовляют, растворяя определенное, заранее взвешенное, количество необходимого вещества в таком количестве растворителя, чтобы окончательный объем раствора был равен точно 1 л. Количество взвешиваемого вещества обычно указывают числом грамм-эквивалентов.
Например, если из 1 грамм-эквивалента вещества готовят 1 л раствора, то такой раствор называется однонормальным (сокращенно 1 н.).
При концентрации 2 грамм-эквивалент/литр раствор является двунормальным (сокращенно 2 н.).
При концентраций 3 грамм-эквивалент/литр раствор является трехнормальным (сокращенно 3 н.).
При концентрации 0,5 грамм-эквивалент/литр раствор является 0,5-нормальным (сокращенно 0,5 н.).
Какое количество кислоты требуется в каждом случае для получения 1 л 1 н. раствора сояяной кислоты, 1 л 1 н. раствора серной кислоты и 1 л 1 н. раствора фосфорной кислоты?
Необходимые для вычислений молекулярные массы: НС1 = 36,5; H2SO4 = = 98; Н3РО3 = 98.
НС1	H2SO4	Н3РО4
•	36,5 г	98 г	98 г	->	72	ЯНН
•	36,5 г	49 г	32,7 г	-> 53
•	36,5 г	49 г	49 г	->8
22. Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 59.
23.	Вам следует работать внимательнее. За разъяснениями обратитесь в рубрику 73.
24.	Совершенно верно. Эквивалентная масса фосфорной кислоты получается при делении ее молекулярной массы на 3:
Вычислите теперь эквивалентные массы азотной кислоты HNO3 и угольной кислоты Н2СО3.
Необходимые для этих вычислений атомные массы: H = l, N = 14, С =12, 0 = 16.
	Искомые эквивалентные массы равны			
	HNO3	Н2со3		
•	63	62	—>	40
•	31,5	62	—>	6
•	63	31	—>	52
•	31,5	31	—>	64
Программа 14
25.	Совершенно верно. Когда приготовляют раствор заданной концентрации, выраженной в массовых процентах, не приходится измерять никаких объемов. Вместо этого взвешивают определенное количество требуемого вещества и растворяют его в растворителе. В простейшем случае взятое количество растворителя должно быть таким, чтобы окончательная масса раствора оказалась равной 100 г.
Допустим, что 20 г серной кислоты смешаны с 80 г воды. Полученный раствор представляет собой 100 г 20%-ной серной кислоты.
Если вместо этого растворить 20 г серной кислоты в 980 г воды, то какой окажется концентрация полученного раствора в массовых процентах?
Проведя вычисления, вы найдете, что полученный раствор серной кислоты имеет концентрацию:
•	0,1%	—►	38
•	0,2%	—+	47
•	1,0%	—>	65
•	2,0%	—►	56
•	ю%	—►	74
•	20%	—>	83
•	98%	—►	2
•	Получен другой результат	—>	14
14
26.	Приведем примеры кислот, из числа которых вы должны были выбрать ответы:
Одноосновные кислоты		Молекулярная масса
Азотная кислота Хлороводородная (соляная)	HNO3	63
кислота Двухосновные кислоты	НС1	36,5
Серная кислота	H2SO4	98
Угольная кислота Трехосновная кислота	Н2СО3	62
Фосфорная кислота	Н3РО4	98
Мы уже знаем, что остатки различных кислот несут на себе различные отрицательные заряды. Нам знакомы также понятия молекулярной массы и моля (молекулярной массы, выраженной в граммах).
Сейчас мы познакомимся с новым понятием -эквивалентная масса вещества.
Эквивалентная масса атома или группы атомов получается в результате деления атомной массы или молекулярной массы на эффективную валентность.
Чтобы уяснить это определение, рассмотрим эквивалентные массы нескольких кислот и оснований, когда последние реагируют между собой, вступая в реакцию нейтрализации.
НС1 является одноосновной кислотой; она диссоциирует в воде на кислотный остаток СГ и один ион водорода Н + . Ее основность, или эффективная валентность, равна единице.
Из приведенного выше определения следует, что
Молекулярная масса НС1 36,5
Эквивалентная масса НС1 =--------—----------------- = —;— = 36,5
Основность	1
Теоретические основы (VI)
235
Отметим, что в рассматриваемом контексте эффективная валентность принимается равной основности кислоты или основания.
Попытайтесь теперь, применяя продемонстрированный подход, решить следующую задачу:
Какова эквивалентная масса азотной кислоты HNO3? Ее молекулярная масса равна 63.
•	Эквивалентная	масса	равна	31,5	-»	9
•	Эквивалентная	масса	равна	126	-<•	17
•	Эквивалентная	масса	равна	63	->	37
27.	Чтобы нейтрализовать один литр 1 н. раствора соляной кислоты, либо один литр 1 н. раствора серной кислоты, либо один литр 1 н. раствора фосфорной кислоты, требуется во всех случаях один литр 1 н. раствору гидроксида натрия.
Причина этого становится яснее, если записать уравнения всех трех реакций нейтрализации следующим несколько необычным способом:
I.	НС1 + NaOH - NaCl + Н2О
II.	72H2SO4 + NaOH -> 1/2Na2SO4 + H2O
III.	73H3PO4 + NaOH -► 73Na3PO4 + H2O
Записанные в такой форме уравнения ясно показывают то, что мы хотели бы продемонстрировать. Теперь мы видим следующее:
В уравнении I один грамм-эквивалент соляной кислоты нейтрализуется одним грамм-эквивалентом гидроксида натрия.
В уравнении II один грамм-эквивалент серной кислоты (1/2 моля) нейтрализуется одним грамм-эквивалентом гидроксида натрия.
В уравнении III один грамм-эквивалент фосфорной кислоты (73 моля) нейтрализуется одним грамм-эквивалентом гидроксида натрия.
Таким образом, указанные количества кислоты-1 моль соляной кислоты, 1/2 моля серной кислоты и */з моля фосфорной кислоты - нейтрализуются 1 молем гидроксида натрия. Так и должно быть, поскольку эти количества кислоты в каждом случае точно соответствуют одному грамм-эквиваленту.
Из всего сказанного должно быть ясно, что равные объемы нормальных растворов всегда химически эквивалентны друг другу.
Это объясняется тем, что такие растворы имеют одинаковую нормальность, например:
1 л 1 н. НС1 эквивалентен 1 л 1 н. NaOH
Если бы растворы имели различные нормальности, то эквивалентные объемы этих растворов должны были соответственно измениться, например:
1 л 2 н. НС1 эквивалентен 2 л 1 н. NaOH
1 л 2 н. HQ эквивалентен 4 л 0,5 н. NaOH
1 л 2 н. HQ эквивалентен 0,5 л 4 н. NaOH
Укажите теперь пропущенные объемы для каждого из следующих случаев:
а)	1 л 1 н. H2SO4 эквивалентен ... л 0,5 н. NaOH
б)	0,5 л 1 и. НО эквивалентны ... л 1 н. NaOH
в)	1 л 0,1 н. H2SO4 эквивалентен ... л 1 н. NaOH
Проверьте ответы в рубрике 16.
14
28.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
236
Программа 14
29.	Проверьте ответы:
Эквивалентная масса НС1 = 36,5
1 моль Н3РО4 = 98 г
1 грамм-эквивалент Н2СО3 = 31 г
Эквивалентная масса HNO3 = 63
Если ваши результаты расходятся с этими ответами, вам следует, прежде чем продолжать дальнейшее чтение, еще раз очень внимательно проработать часть программы, начинающуюся с рубрики 26.
Если все ваши результаты сходятся с ответами, срисуйте себе в тетрадь приведенную ниже схему и вставьте в нее пропущенные понятия. После этого переходите к рубрике 12.
деленная на основность
14
30.	Неправильно.
При смешении 4 г фосфорной кислоты со 196 г воды получается 200 г разбавленной фосфорной кислоты.
200 г разбавленной фосфорной кислоты содержат 4 г этой кислоты.
100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат х г этой кислоты.
Из этой пропорции видно, что 100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат
4-100 л а. л.
X = —2QQ— г = 2 г фосфорной кислоты
Если 100 г -разбавленной фосфорной кислоты содержат 2 г фосфорной кислоты, то такой раствор должен быть ... %-ным.
Переходите к рубрике 56.
31.	Неправильно. Обратите внимание на следующее:
Если в 1 л раствора содержится 2 грамм-эквивалента NaOH, то это означает, что 1 л этого раствора едкого натра содержит 2-40 г = 80 г NaOH.
Таким образом, мы определили концентрацию раствора в граммах на литр:
2 грамм-эквивалент NaOH/л = 80 г NaOH/л
Вы должны были получить этот результат самостоятельно! Рекомендуем вам как можно скорее еще раз проработать всю программу с самого начала!
А сейчас переходите к рубрике 71.
32.	Хотя вы правильно вычислили молекулярную массу каждого из трех соединений, вы, по-видимому, забыли, что основность Са(ОН)2 равна двум.
Исправьте свою ошибку и проверьте эквивалентные массы в рубрике 41.
Теоретические основы (VI)
237
33.	Будьте внимательнее при ответах на вопросы! Если 3,5 л раствора содержат 700 г сульфата натрия, то 1 л раствора должен содержать 700 г/3,5 сульфата натрия.
Выберите правильный ответ на вопрос, поставленный в рубрике 48.
34.	Неправильно. Мы уже установили, что равные объемы нормальных растворов химически эквивалентны.
Понятие нормальности раствора является настолько важным, что вам следует приложить все усилия к внимательному прохождению этой темы.
Прочтите еще раз рубрику 27.
35.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 48.
36.	Совершенно верно. 2 моля гидроксида натрия могут нейтрализовать 126 г. азотной кислоты.
Вычисления, подобные только что проведенному вами, играют важную роль в аналитической химии при определении, например, концентрации раствора.
Однако, прежде чем обсуждать способ определения концентрации раствора, придется сначала сказать кое-что о самом понятии «концентрация».
Концентрация раствора является мерой количества вещества, растворенного в нем. Качественные определения:
Низкая концентрация	Разбавленный раствор
означают
Высокая концентрация	Концентрированный (крепкий)
раствор
Однако такие характеристики растворов слишком неопределенны. Ниже описаны три точных способа указания концентрации раствора.
1.	Концентрация может быть выражена в граммах на литр (г/л). При этом указывается количество вещества (в граммах), растворенного в 1 л раствора.
2.	Концентрация может быть выражена в массовых процентах (масс. %). При этом указывается количество вещества (в граммах), растворенного в 100 г раствора.
3.	Концентрация может быть выражена через нормальность (н.). Нормальность раствора указывает число грамм-эквивалентов вещества, растворенного в Гл раствора.
Перепишите в свою тетрадь эти три способа указания концентрации раствора. Позже мы обсудим каждый из них подробнее. В каком из трех способов указания концентрации ничего не говорится об объеме?
•	При	выражении	концентрации	в граммах на литр	-»	13
•	При	выражении	концентрации	в массовых процентах	->	25
•	При	выражении	концентрации	через нормальность	-*	60
37.	Совершенно верно. Эквивалентная масса азотной кислоты равна 63.
Для серной кислоты эквивалентную массу можно вычислить следующим образом:
H2SO4 является двухосновной кислотой, которая при растворении в воде
238
Программа 14
диссоциирует на кислотный остаток SO4- и два иона водорода (2Н + ). Следовательно, ее основность равна двум.
Молекулярная масса H2SO4 98
Эквивалентная масса H2SO4 =----------—------------------= —- = 49
Основность	2
Молекулярная масса фосфорной кислоты равна 98. Какова ее эквивалентная масса?
•	Эквивалентная масса равна 32,7	—>	24
•	Эквивалентная масса равна 49	—>	4
•	Эквивалентная масса равна 98	—>	49
•	Эквивалентная масса равна 294	—>	15
38.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
39.	По-видимому, вы неправильно определили положение десятичной запятой. Подробное обсуждение этого вычисления проводится в рубрике 7.
14
40.	Вы не приняли во внимание основность угольной кислоты. Угольная кислота Н2СО3 является двухосновной кислотой, т.е. ее основность равна двум.
Вернитесь к рубрике 24.
41.	Совершенно верно.
Эквивалентная масса NaOH = 40
КОН	= 56
Са(ОН)2	= 37
Теперь нам придется повторить определения некоторых понятий, введенных ранее.
Понятие	Определение	Пример
Атомная масса Молекулярная масса	Заданное безразмерное число Сумма атомных масс; заданное безразмерное число	Сера	32 H2SO4	98
Эквивалентная масса	Атомная или молекулярная масса, деленная на основность; заданное безразмерное число	H2so4 у = 49
Г рамм-атом	Атомная масса, выраженная в граммах	Сера	32 г
Г рамм-молекула (сокращенно моль)	Молекулярная масса, выраженная в граммах	H2SO4	98 г
Грамм-эквивалент (сокращенно г-экв.)	Эквивалентная масса, выраженная в граммах	H2SO4	49 г
Последнее из этих понятий вводится здесь впервые. Постарайтесь получше запомнить определение важного понятия грамм-эквивалент.
Теоретические- основы (VI)
Вычислите теперь следующие величины:
Эквивалентная масса НС1 =
1 моль Н3РО4 =
1 грамм-эквивалент Н2СО3 =
Эквивалентная масса HNO3 =
Необходимые для вычислений атомные массы: Н = 1, С = 12, С1 = 35,5, Р = 31, N = 14, 0 = 16. Проверьте ответы в рубрике 29.
42.	Проверьте ответы:
1.	Выражение концентрации в граммах на литр (г/л)
2.	Выражение концентрации в массовых процентах (масс. %)
3.	Выражение концентрации через нормальность (г-экв./л)
А теперь рассмотрим следующий пример:
Разбавленный раствор едкого натра содержит 2 грамм-эквивалента NaOH в 1 л. Вычислите концентрацию этого раствора, выразив ее в граммах на литр. (Эквивалентная масса NaOH = 40.)
Какой ответ получился у вас?
•	20 г/л	-> 31
•	40 г/л	-> 10
•	80 г/л	71
43.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 59.
14
44.	Совершенно верно.
Несомненно, 1 н. соляную кислоту при титровании можно заменить 1 н. серной кислотой либо 1 н. фосфорной кислотой. В каждом из этих случаев окажется израсходованным точно одинаковое количество кислоты, поскольку все нормальные растворы эквивалентны друг другу.
Описанный только что метод определения концентрации щелочи называется алкалиметрия.
И наоборот, можно титровать какую-нибудь кислоту, например раствор соляной кислоты неизвестной концентрации, стандартным раствором какой-нибудь щелочи. В этом случае в бюретку наливают 1 н. раствор едкого натра, а в колбу 100- мл неизвестного раствора соляной кислоты. Разумеется, не следует забывать и об индикаторе-метиловом оранжевом! Раствор едкого натра приливают из бюретки до тех пор, пока оранжево-красная окраска индикатора изменится на желтую.
Допустим, что для нейтрализации кислоты пришлось израсходовать всего 20 мл 1 н. раствора едкого натра. Тогда концентрацию соляной кислоты можно будет вычислить следующим образом:
1000 мл 1 н. едкого натра соответствуют 1000 мл 1 н. соляной кислоты, содержащим 36,5 г НС1.
36 5
1 мл | н. едкого натра соответствует г НС1
20 мл 1 н. едкого натра соответствуют
36,5-20
1000
г НС1
Вычислив эту величину, мы сможем определить концентрацию кислоты
i 1р<»	14
в граммах на литр. Конечно, концентрацию можно указывать и в массовых процентах. В этом случае, однако, следует начинать не с отмеривания объема 100 мл неизвестной кислоты, а с взвешивания 100 г этой кислоты
и последующего титрования этого количества. Для простоты предположим, что и в этом случае для полной нейтрализации кислоты потребовалось израсходовать 20 мл 1 н. раствора едкого натра. Тогда вычисления придется проводить совершенно аналогично приведенным выше.
Попытайтесь выполнить эти вычисления. Какова концентрация титруемой соляной кислоты, выраженная в массовых процентах?
•	0,73 масс. %	->	63
•	7,3 масс. %	->	84
•	0,073 масс. %	.	->	76
45.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 27.
Ki
46.	Чтобы решить поставленную задачу, вспомните следующее:
1	грамм-эквивалент кислоты эквивалентен 1 грамм-эквиваленту основания.
2	моля гидроксида натрия равны 2 грамм-эквивалентам гидроксида натрия.
Следовательно, ими можно нейтрализовать 2 грамм-эквивалента азотной кислоты. Дайте теперь ответ на вопрос, поставленный в рубрике 12.
47.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
48.	После того как 1000 г хлорида натрия растворены в воде, в мерную колбу добавляют дополнительное количество воды, пока она не заполнится до метки.
В этот момент получаются как раз 5 л раствора хлорида натрия.
5 л раствора хлорида натрия содержат 1000 г хлорида натрия.
1 л раствора хлорида натрия содержит х г хлорида натрия.
Значит, 1 л раствора хлорида натрия содержит
1000-1
х =-----— г = 200 г хлорида натрия
Следовательно, концентрация раствора хлорида натрия равна 200 г/л.
Теперь попытайтесь решить следующую задачу:
Какова концентрация (в г/л) раствора, содержащего 700 г сульфата натрия, растворенного в 3,5 л?
•	Концентрация	равна	700 г/л	->	62
•	Концентрация	равна	350 г/л	->	33
•	Концентрация	равна	200 г/л	->	21
•	Концентрация	равна	245 г/л	->	55
49.	Неправильно. 98-это молекулярная масса фосфорной кислоты. Чтобы получить эквивалентную массу, нужно разделить молекулярную массу кислоты на ее основность.
Советуем вам еще раз прочитать рубрику 37 и при ответе на вопрос принять во внимание, что фосфорная кислота является трехосновной кислотой.
Теоретические основы (VI)
241
50.	Неправильно. Появление фиолетовой окраски у пламени при внесении в него неизвестного вещества указывает на присутствие в этом веществе калия, т.е. дает сведения о качестве этого вещества. Однако оно не дает никаких сведений о количестве калия, присутствующего в веществе. Для проведения количественного анализа калия необходимо прибегнуть к специальным методам.
Следовательно, обнаружение калия по окрашиванию пламени представляет собой ... метод анализа.
Переходите к чтению рубрики 70.
51.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 59.
52.	Эквивалентная масса HNO3 равна 63.
Эквивалентная масса Н2СО3 равна 31.
Если вам удалось получить этот ответ с первой попытки, это значит, что
вы продвигаетесь хорошо.
Теперь познакомимся с тем, как вычисляется эквивалентная масса основания.
NaOH диссоциирует в воде с образованием одного гидроксид-иона (ОН-) и поэтому имеет основность 1.
КОН диссоциирует в воде с образованием одного гидроксид-иона (ОН-) и, следовательно, имеет основность 1.
Са(ОН)2 диссоциирует в воде с образованием двух гидроксид-ионов (2ОН-) и, следовательно, имеет основность 2.
Вычислите теперь эквивалентные массы NaOH, КОН и Са(ОН)2.
Необходимые для вычислений атомные массы: Na = 23, К = 39, Са = 40, 0=16, Н = 1. Запишите себе эти цифры! .
Искомые эквивалентные массы равны:
NaOH КОН Са(ОН)2
•	80	112	74	—>	23
•	40	56	74	—>	32
•	40	56	37	—►	41
•	20	28	37		66
•	Получены другие значения			—>	73
53.	Совершенно верно.
1 н. раствор соляной кислоты содержит в 1 л 36,5/1 = 36,5 г НС1.
1 н. раствор серной кислоты содержит в 1 л 98/2 = 49 г H2SO4.
1 н. раствор фосфорной кислоты содержит в 1 л 98/3 = 32,7 г Н3РО4.
Эти три раствора химически эквивалентны друг другу.
Такая эквивалентность означает, что они содержат эквивалентные количества кислоты.
Нормальным (однонормальным) раствором считают раствор, содержащий 1 грамм-эквивалент растворенного вещества в 1 л раствора.
Нормальные растворы обычно обозначают (сокращенно) как 1 н. растворы. Таким образом, в случае однонормальной серной кислоты можно записать 1 н. раствор серной кислоты или просто 1 н. серная кислота.
При растворении 73 г хлороводорода (2 моля) в таком количестве
16-1073
242
Программа 14
воды, чтобы получился 1 л раствора, образуется двунормальный, или 2 н., раствор соляной кислоты.
В исследовательских лабораториях и в промышленности находят многочисленные применения растворы, имеющие самые разнообразные нормальности. Чаще других используются 5 н., 2 н., 1 н., 0,5 н., 0,1 н. и 0,01 н. растворы.
В помещенной ниже таблице приведены примеры различных способов обозначения стандартных растворов.
Тип раствора Один литр раствора Обозначение раствора содержит
3 н. раствор	3 грамм-эквивалента	3-нормальный раствор
2 н. раствор	2 грамм-эквивалента	2-нормальный раствор
1/2 н. раствор	1/2 грамм-эквивалента	полунормальный раствор
0,5 н. раствор	0,5 грамм-эквивалента	0,5-нормальный раствор
‘/юн. раствор	1/10 грамм-эквивалента	*/10-нормальный раствор
0,1 н. раствор	0,1 грамм-эквивалента	0,1-нормальный раствор
14
Заметим, что в этой таблице 3-я и 4-я строки (так же как и 5-я и 6-я строки) относятся к одному и тому же раствору-различен лишь способ записи!
Сколько молей и сколько грамм-эквивалентов кислоты присутствует в одном литре каждого из следующих растворов? Дайте ответ в письменной форме.
1 л 2 н. H2SO4 содержит ... молей H2SO4, или ... грамм-эквивалентов H2SO4.
1 л 0,5 н. HNO3 содержит ... молей HNO3, или ... грамм-эквивалентов HNO3.
1 л 5 н. НО содержит ... молей НО, или ... грамм-эквивалентов НС1.
Проверьте ответы в рубрике 67.
54.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7, где проводится подробное обсуждение этого вычисления.
55.	Будьте внимательнее при ответах на вопросы! Если 3,5 л раствора содержат 700 г сульфата натрия, то 1 л раствора должен содержать 700 г/3,5 сульфата натрия.
Выберите правильный ответ на вопрос, поставленный в рубрике 48.
56.	Правильно, раствор является 2%-ным.
Для получения раствора, имеющего некоторую стандартную концентрацию, выраженную в граммах на литр, предварительно взвешенное количество вещества растворяют в таком количестве растворителя (например, воды), чтобы окончательный объем раствора был равен точно 1л.
Практически это осуществляется следующим образом:
Вещество, подлежащее растворению, взвешивают и помещают в мерную колбу объемом 1 л. Затем в колбу понемногу добавляют воду, перемешивая раствор, и доводят уровень жидкости до метки.
Геор.'л'ичсскне >»..новы (Vll	243
Попытайтесь провести следующее вычисление:
1000 г хлорида натрия помещают в мерную колбу объемом 5 л и затем добавляют воду, пока колба не заполнится до метки.
Какова концентрация полученного раствора хлорида натрия в граммах на
литр? •	Концентрация	равна	100 г/л •	Концентрация	равна	200 г/л •	Концентрация	равна	500 г/л •	Концентрация	равна	1000 г/л •	Получено другое значение	- 69 -► 21 -> 78 - 35 -> 48
57.	Неправильно. Мы уже установили, что равные объемы нормальных растворов химически эквивалентны.
Понятие нормальности раствора является настолько важным, что вам следует усвоить его как можно лучше.
Прочтите еще раз рубрику 27.
58.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 27.
59. Разберемся в этой задаче подробно.
Раствор имеет концентрацию 200 г/л. Плотность этого раствора равна 2 г/см3. Нужно выразить указанную концентрацию в массовых процентах.
14
Выразить концентрацию в массовых процентах-значит указать количество
вещества (в граммах), содержащегося в 100 г раствора.
Подойдем к решению задачи следующим образом:
1 л раствора содержит 200 г растворенного вещества.
1 л этого раствора имеет массу 2000 г (поскольку его плотность равна 2 г/см3).
Значит, 2000 г раствора содержат 200 г растворенного вещества.
Следовательно, 1 г раствора содержит
200 -----г растворенного вещества, 2000 F F
200-100
а 100 г раствора должны содержать ———-— г растворенного вещества. ZUUU
Значит, раствор является ... %-ным. Переходите к рубрике 82.
60.	Неправильно. Чтобы приготовить раствор с заданной нормальностью, растворяют 1 грамм-эквивалент вещества в растворителе (обычно воде), взятом в таком количестве, чтобы окончательный объем раствора оказался равным точно 1 литру. Следовательно, при этой операции приходится измерять объем.
Внимательно разберитесь в приведённых ранее способах указания концентрации и дайте правильный ответ на вопрос, поставленный в рубрике 36.
61.	Пропущенные слова:
алкалиметрия
ацидиметрия
Мы познакомились с тремя различными способами выражения
16*
244
Программа 14
концентрации, а именно:
1.	Выражение концентрации в ... (г/л)
2.	Выражение концентрации в ... (масс.%)
3.	Выражение концентрации в ... (грамм-эквивалент/л) Вставьте пропущенные слова в эти выражения.
Переходите к рубрике 42.
62.	Будьте внимательнее при ответах на вопросы! Если 3,5 л раствора содержат 700 г сульфата натрия, то 1 л должен содержать 700 г/3,5 сульфата натрия.
Выберите правильный ответ на вопрос, поставленный в рубрике 48.
63.	Совершенно верно. Описанный только что метод определения концентрации кислоты называется ацидиметрия.
Метод определения концентрации щелочи называется ....
Завершите это предложение и переходите к рубрике 79.
64.	Неправильно. Основность угольной кислоты равна 2, а основность азотной кислоты HNO3 равна 1.
Вернитесь к рубрике 24.

65.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
66.	Неправильно. Вы разделили все молекулярные массы на 2, хотя лишь Са(ОН)2 действительно имеет основность, равную двум.
Продолжайте чтение с рубрики 73.
67.	Проверьте ответы:
1	л 2 и. H2SO4 содержит 1 моль H2SO4, или 2 грамм-эквивалента H2SO4.
1	л 0,5 н. HNO3 содержит 0,5 моля HNO3, или 0,5 грамм-эквивалента HNO3.
1	л 5 н. НО содержит 5 молей НО, или 5 грамм-эквивалентов НО.
В 1 л 1 н. раствора едкого натра содержится 1 грамм-эквивалент гидроксида натрия, т.е. 40г NaOH. Этот раствор тоже эквивалентен другим нормальным растворам. Количество основания, содержащегося в одном литре 1 н. раствора едкого натра, в точности достаточно для нейтрализации того количества кислоты, которое содержится в одном литре 1 н. раствора кислоты.
Какое количество 1 н. раствора едкого натра требуется для нейтрализации одного литра 1 н. раствора соляной кислоты, либо 1 н. раствора серной кислоты, либо 1 н. раствора фосфорной кислоты?
•	Для 1 н. раствора соляной кислоты 1 л,
для 1 н. раствора серной кислоты 2 л и
для 1 н. раствора фосфорной кислоты 3 л	->	58
•	Во всех трех случаях 1л	-» Т1
•	Для 1 н. раствора соляной кислоты 1 л,
для 1 н. раствора серной кислоты 0,5 л и
для 1 н. раствора фосфорной кислоты 0,33 л	->	45
Теоретические основы (VI)
245
68.	Правильно, в 100 мл 1 н. едкого натра содержится 4 г NaOH.
Однако результаты большинства титрований вычисляются не так просто. Если, например, для нейтрализации 100 мл неизвестного раствора едкого натра потребовалось 60 мл 1 н. соляной кислоты, вычисления проводятся следующим образом:
1000 мл 1 н. соляной кислоты эквивалентны 1000 мл 1 н. раствора едкого
натра, в котором содержится 40 г NaOH. Значит,
1 мл 1 н. соляной кислоты содержит
40 ---г NaOH 1000
60 мл 1 н. соляной кислоты (указанное выше количество) соответствуют
40 Тооо
2400
г-60 =------= 2,4 г NaOH
1000
Итак, образец, содержащий 100 мл неизвестного раствора едкого натра, для нейтрализации которого потребовалось 60 мл 1 н. раствора НС1, в действительности содержит 2,4 г NaOH. Из этого результата можно сделать вывод, что исследуемый раствор едкого натра содержит 24 г NaOH в одном литре.
Вместо использования для титрования 1 н. НС1 мы могли бы воспользоваться 1 н. раствором H2SO4. Сколько миллилитров 1 н. серной кислоты потребовалось бы для нейтрализации того же раствора едкого натра? •	60 мл	->	44
•	120 мл	->	57
•	30 мл »	34
69.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 48.
70.	Правильно. Проба на калий, основанная на окрашивании пламени, представляет собой качественный метод анализа.
Теперь запишите ответы на следующие вопросы:
1.	Как называется раствор, в 1 л которого содержится 1 грамм-эквивалент вещества?
2.	Как называются аналитические методы, основанные на проведении измерений с использованием нормальных растворов?
3.	Как называются методы анализа, в которых определяются точные количества элементов в соединении либо соединений в смеси?
Проверьте ответы в рубрике 81.
71.	Совершенно верно. 2 грамм-эквивалента NaOH в одном литре раствора-это то же самое, что 80 г NaOH/л.
Теперь решим еще одну, последнюю, задачу.
Раствор некоторого вещества имеет концентрацию 200 г/л. Плотность этого раствора равна 2 г/см3. Переведите его концентрацию в массовые проценты. Какой результат вы получили?
•	5%	43
•	10%	- 82
•	20%	- 51
246
3 Ipoi pa -<л |4
40%
He знаю, как вычислить
-> 22
59
72.	Неправильно.
Чтобы получить однонормальный раствор, следует растворить в литре раствора один грамм-эквивалент вещества. Поэтому нужно вычислить эквиваленты трех обсуждаемых кислот.
Чтобы получить правильный ответ, прочтите еще раз рубрику 21.
73.	Начнем с вычисления молекулярных масс:
	NaOH:	Атомная	масса	Na	= 23 Атомная	масса	О	=16 Атомная	масса	Н	= 1 40 КОН:	Атомная	масса	К	=39 Атомная	масса	О	=16 Атомная	масса	Н	= 1 56 Са(ОН)2: Атомная масса Са =40 2 • Атомная масса 0 = 32 2 2 • Атомная масса Н = -=г-74 Эквивалентная масса соединения получается путем деления его
молекулярной массы на основность этого соединения. Молекулярная масса Основность NaOH	40	1 КОН	56	1 Са(ОН)2	74	2	
Вычислите теперь эквивалентную массу каждого соединения. Проверьте ответ в рубрике 41.
74.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
75.	эквивалентная масса
Как называется эквивалентная масса вещества, выраженная в граммах? Запишите ответ и переходите к рубрике 18.
76.	По-видимому, вы неправильно определили положение десятичной запятой.
36,5
—— г-20 = 0,73 г НС1
1000
100 г неизвестного раствора соляной кислоты содержат 0,73 г НО.
Следовательно, титруемый раствор является ... %-ным.
Переходите к рубрике 63.
Теоретические основы (VI)
247
77.	Совершенно верно. Поскольку рассматриваемый здесь вопрос имеет очень важное значение, остановимся на нем несколько подробнее.
С этой целью переходите к чтению рубрики 27.
78.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 48.
79.	Определение концентрации щелочи называется алкалиметрия.
Определение концентрации кислоты называется ацидиметрия.
Алкалиметрия и ацидиметрия являются частными случаями общего метода объемного анализа. Под объемным анализом понимают все аналитические методы, основанные на измерениях с использованием стандартных растворов.
Существуют два различных типа аналитических методов: качественный анализ и количественный анализ.
Качественный анализ проводится для определения химических элементов, присутствующих в исследуемом соединении, либо для определения простых веществ и соединений, присутствующих в смеси.
Но только при помощи количественного анализа можно определить относительные количества каждого элемента в соединении либо каждого соединения в смеси.
Подобно всем методам объемного анализа (титриметрии), алкалиметрия и ацидиметрия принадлежат к области количественного анализа.
Чтобы пояснить сказанное здесь, приведем в качестве примера анализ морской воды. Исследование, позволяющее установить, что морская вода содержит хлориды, представляет собой качественный метод анализа. Но то исследование, которое обнаруживает, что морская вода содержит точно 3% хлорида натрия, является количественным методом анализа.
Постарайтесь уяснить себе различие между этими двумя методами анализа.
Теперь ответьте на следующий вопрос:
Какой тип анализа используется для обнаружения калия по фиолетовой окраске пламени?
•	Качественный анализ '	70
•	Количественный анализ -»•	50
80.	Неправильно. При смешении 4 г фосфорной кислоты и 196 г воды получается 200 г разбавленного раствора фосфорной кислоты.
200 г разбавленной фосфорной кислоты содержат 4 г этой кислоты.
100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат х г этой кислоты.
Из этой пропорции видно, что 100 г разбавленной фосфорной кислоты содержат
4-100 э ж ж -
х ~ 200 г = г фосфорной кислоты.
Следовательно, если 100 г разбавленного раствора серной кислоты содержат 2 г фосфорной кислоты, то такой раствор должен быть ... %-ным.
Переходите к рубрике 56.
24Я
Программа 14
81.	Проверьте ответы:
1.	Нормальный раствор
2.	Объемный анализ
3.	Количественный анализ
Завершите следующие предложения:
Мы познакомились с двумя различными методами объемного анализа:
Определение концентрации щелочей, т.е..
Определение концентрации кислот, т.е...
Переходите к рубрике 61.
82.	Правильно, раствор является 10%-ным.
А теперь кратко повторим пройденный материал. Растворы, используемые в объемном анализе, называются стандартные растворы.
Результат деления молекулярной массы соединения на его основность называется .....
Завершите это предложение и переходите к рубрике 75.
83.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 14.
84.	По-видимому, вы неправильно определили положение десятичной запятой.
36,5
—— г-20 = 0,73 г НС1
1000
100 г неизвестного раствора соляной кислоты содержат 0,73 г НО.
Следовательно, титруемый раствор является ... %-ным.
Переходите к рубрике 63.
Программа 15
Углерод (I)
1. В пяти следующих программах, начиная с этой, обсуждается один чрезвычайно важный элемент -углерод. Этот элемент образует три простых вещества, которые являются различными аллотропными модификациями и носят названия
сажа, графит и алмаз
Как бы вы охарактеризовали эти три простых вещества?
•	Как	три	различных	соединения углерода	-»	14
•	Как	три	различных	агрегатных состояния углерода	-»	18
•	Как	три	различные	аллотропные формы углерода	->	8
2.	Сажа, графит и алмаз-это три аллотропные формы, или модификации, углерода. Они имеют одинаковый химический состав, поскольку все они состоят из чистого углерода.
По этой причине все они образуют при горении одинаковый продукт сгорания.
Завершите следующее предложение:
При горении всех трех аллотропных форм углерода образуются
... газообразные продукты сгорания.
Проверьте ответ в рубрике 31.
3.	Нет, алмаз вообще не проводит электрический ток. Прочтите еще раз рубрику 36.
4.	Совершенно верно. Горение углерода протекает в две стадии:
Углерод + Кислород -> Оксид углерода
Оксид углерода + Кислород -> Диоксид углерода
Запишите химическое уравнение для каждой из этих стадий и затем проверьте ответ в рубрике 27.
5.	Неправильно. Оксид углерода, конечно же, способен гореть. Ведь вы сами только что составляли уравнение горения оксида углерода! Оксид углерода образуется в результате неполного сгорания углерода. В присутствии дополнительного количества кислорода он может сгорать с образованием диоксида углерода.
Запишите еще раз уравнения этих двух реакций и проверьте ответы в рубрике 27.
6.	Нет, сажа не проводит электрический ток. Прочтите еще раз рубрику 36.
7.	Неправильно. Диоксид углерода получают, пропуская воздух над раскаленным коксом, в промышленных условиях. Однако этот процесс
J50	Программа 15
совершенно не подходит для получения диоксида углерода в лабораторных условиях.
Прочтите еще раз рубрику 34.
8.	Совершенно верно. Три различные формы углерода - сажа, графит
и алмаз - называются аллотропные модификации углерода. Все они образованы элементом углеродом. Здесь уместно напомнить, что сера тоже может существовать в различных формах (аллотропных модификациях), называемых кристаллической и пластической серой.
- Одна из трех форм углерода, несомненно, должна быть вам хорошо известна. Мы имеем в виду тонкоизмельченный углерод, такой, как образуется при неполном сгорании углеродных соединений. Вспомните, например, плохо горящую свечу.
Какая аллотропная форма углерода образуется при неполном сгорании?
•	Сажа	-»	15
•	Графит	->	28
•	Алмаз	->	25
9.	Правильно. СО2 является ангидридом угольной кислоты.
Однако СО2 реагирует с водой лишь в ограниченной степени, и концентрация- угольной кислоты в воде очень невелика. Большая часть диоксида углерода присутствует в, воде в виде растворенного в ней газа.
По этой причине уравнение обсуждаемой реакции записывается при помощи двойной стрелки:
Н2О + СО2 Н2СО3
При нагревании водного раствора угольной кислоты из него выделяется газообразный диоксид углерода.
В этом отношении угольная кислота, как видим, ведет себя подобно сернистой кислоте.
В каком направлении протекает обсуждаемая реакция при нагревании раствора?
•	Слева направо	->	29
•	Справа налево	->	17
10.	Неправильно. Завершите следующие предложения:
Сажа, графит и алмаз-это три аллотропные формы ...; они имеют одинаковый химический состав, поскольку все они состоят из чистого ....
Проверьте ответ в рубрике 2.
11.	СаСО3 + H2SO4 -> CaSO4 + СО2 + Н2О
В промышленных условиях используются другие способы получения диоксида углерода, а именно:
1.	Пропускание воздуха над раскаленным коксом
С + О2 —► СО 2
2.	Прокаливание (обжиг) мела или известняка в больших обжиговых печах тепло „ „
СаСО3 -------> СаО + СО2
Углерод si)
При обжиге карбонат кальция разлагается на ..... и........
Завершите это предложение и проверьте ответ в рубрике 30.
12.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 20.
13.	Совершенно верно. В лабораторных условиях диоксид углерода получают действием соляной кислоты на карбонат кальция (мел или мрамор). Однако в промышленных условиях диоксид углерода получают двумя совершенно иными методами, а именно:
1.	Пропусканием ... над раскаленным ....
2.	Обжигом ....
Проверьте ответы в рубрике 35.
14.	Неправильно. С химической точки зрения сажа, графит и алмаз являются чистым углеродом.
15.	Правильно.  При неполном сгорании образуется сажа. Она представляет собой тонкоизмельченный углерод. Сажа имеет характерную насыщенно черную окраску и поэтому используется в качестве пигмента при изготовлении красок и в других целях.
Графит встречается в природе в виде минерала, но его можно и синтезировать. Он довольно мягкий и имеет серовато-черную окраску с маслянистым блеском. Графит хорошо проводит электрический ток. Кроме того, он обладает превосходными смазочными свойствами и поэтому используется как смазочное средство в движущихся частях машин. Обожженная смесь графита с глиной используется для изготовления карандашных грифелей. Хорошая электропроводность графита позволяет использовать его для изготовления электродов.
Опишите важнейшие свойства сажи и графита, пользуясь введенными выше терминами.
Проверьте ответ в рубрике 36.

16.	Ваш ответ не вполне правилен. СО2, конечно же, представляет собой диоксид углерода, но это ничего не говорит нам о его взаимодействии с водой.
Посмотрите еще раз внимательно на уравнение в рубрике 32.
17.	Правильно. При нагревании реакция протекает справа налево. СО2 высвобождается из воды, а Н2СО3 распадается далее на Н2О и СО2. В конце реакции вода совсем не содержит угольной кислоты.
Запишите теперь уравнение образования угольной кислоты из воды и диоксида углерода, а затем проверьте его в рубрике 64.
18.	Неправильно. Агрегатное состояние вещества тут совсем не причем. Существуют три разных агрегатных состояния -твердое, жидкое и газообразное.
Например, вода обычно находится в жидком агрегатном состоянии.
В форме льда она существует в твердом'агрегатном состоянии, а в форме пара-в газообразном агрегатном состоянии.
Программа 15
Углерод существует в твердом состоянии в форме сажи, графита или алмаза.
Прочтите еще раз рубрику 1.
19.	адсорбция
С химической точки зрения углерод не очень реакционноспособный элемент. Он нелегко образует соединения и взаимодействует с другими элементами только при высоких температурах.
Важная химическая реакция углерода-его горение. В этой реакции три аллотропные формы углерода проявляют себя по-разному.
Сажа горит медленно и тлеет долгое время.
Графит можно заставить гореть, только разогрев его горелкой.
Алмаз горит лишь при очень высоких температурах.
Что образуется при сгорании каждой из этих трех аллотропных форм углерода?
•	Во всех трех случаях образуется один и тот же
газообразный продукт сгорания	->	31
•	Сгорание сажи приводит к образованию продукта, отличного
от того, который получается при сгорании графита и алмаза ->	10
20.	Слово «диоксид» имеет приставку ди, которая означает два.
Таким образом, из названия моноксида (оксида) углерода видно, что молекула этого соединения содержит один атом кислорода, а из названия $ диоксида углерода видно, что его молекула содержит два атома кислорода.
С аналогичными приставками мы уже встречались при изучении оксидов серы: диоксид серы имеет формулу SO2, а триоксид серы-8О3. В обоих случаях приставка определяет число атомов кислорода.
Прочтите еще раз рубрику 31.
21.	Да, при горении оксида углерода он соединяется с кислородом воздуха, образуя диоксид углерода; реакция протекает по уравнению
2СО + О2 —> 2СО2
Диоксид углерода - бесцветный газ. Он не может поддерживать ни горения, ни дыхания. По этой последней причине он вызывает удушье. Поскольку диоксид углерода значительно тяжелее воздуха, он всегда скапливается на полу и в низких местах.
Диоксид углерода используется в огнетушителях различных типов. Он является эффективным тушителем, так как растекается по горящей поверхности и препятствует проникновению кислорода к огню.
Диоксид углерода легко поддается сжижению. В жидком виде его транспортируют в стальных баллонах.
При достаточном охлаждении (до — 78°С) диоксид углерода переходит в твердое состояние. В этой форме он используется как охлаждающее средство. Твердый диоксид углерода называют сухой лед. Происхождение этого названия связано с тем, что в отличие от обычного льда сухой лед при нагревании не превращается в жидкость, а сразу переходит из твердого состояния в газообразное, т.е. сублимирует.
Прямой переход вещества из твердого состояния в газообразное называется сублимация. В процессе сублимации полностью исключается жидкое состояние.
Углерод (I)
Опишите теперь свойства СО и СО2, применяя для этого введенные ранее специальные термины.
Проверьте ответ в рубрике 32.
22.	Сажа, графит и алмаз
Алмаз тоже минерал. Он прозрачен и очень сильно преломляет и отражает свет. Эти свойства придают алмазу особую красоту и объясняют использование его в ювелирных изделиях. Алмаз обладает чрезвычайно высокой твердостью и является одним из самых твердых веществ. Поэтому его применяют для резки стекла и шлифовки различных деталей, а также изготовляют из него наконечники к специальным сверлам.
Две из трех аллотропных форм углерода плохо проводят электрический ток, и только одна из них хорошо проводит ток. Какая из трех аллотропных форм углерода является хорошим проводником электрического тока?
•	Алмаз	->	3
•	Сажа	-»	6
•	Графит	->	48
23.	Нет. Оксид углерода и диоксид углерода-два совершенно разных соединения. Поэтому они должны иметь различные молекулярные массы!
Прочтите еще раз рубрику 31.
24.	Na2CO3 + 2НС1 ->• 2NaCl + СО2 + Н2О
Возможно, вы записали в правой части уравнения 2NaCl + Н2СО3?
В сущности, это не ошибка, хотя не следует забывать, что свободная угольная кислота неустойчива и поэтому разлагается на СО2 и Н2О.
Еще одной важной солью угольной кислоты является карбонат кальция СаСО3.
Запишите уравнение реакции карбоната кальция с соляной кислотой.
Проверьте свое уравнение в рубрике 34.
25.	Нет, алмаз не образуется при неполном сгорании. Алмаз-это минерал, который мы будем обсуждать подробнее несколько позже.
Вернитесь к рубрике 8.
26.	Да, адсорбция активированным углем больших количеств газов, жидкостей или растворенных веществ-это физический процесс. В этом процессе сам активированный уголь не изменяется. Вещества, удерживаемые активированным углем, могут быть высвобождены снова, например, нагреванием или промыванием.
Итак, активированный уголь способен удерживать разнообразные молекулы. Этот процесс называется ....
Переходите к чтению рубрики 19.
27.	Горение углерода протекает в две стадии:
1.	2С + О2 -+ 2СО
2.	2СО + О2 -> 2СО2
Полное сгорание углерода может быть также представлено одним общим уравнением:
Углерод + Кислород -» Диоксид углерода
Запишите соответствующее химическое уравнение и проверьте ответ в рубрике 39.
28.	Нет, графит не образуется при неполном сгорании. Графит-это минерал, который мы будем обсуждать подробнее несколько позже,
Вернитесь к рубрике 8.
29.	Неправильно. Прочтите рубрику 9 еще раз.
30.	При нагревании карбоната кальция он разлагается на оксид кальция и диоксид углерода.
Как получают диоксид углерода в лабораторных условиях?
•	Обжигом мела	->	37
•	Действием соляной кислоты на карбонат кальция	->	13
•	Пропусканием воздуха над раскаленным коксом	->	7
31.	При горении всех трех аллотропных форм углерода образуются одинаковые газообразные продукты сгорания. Это и является доказательством того, что все три аллотропные формы действительно состоят из углерода.
При горении углерода первичным продуктом является моноксид углерода (обычно его- называют просто оксид углерода), который в присутствии достаточного количества кислорода подвергается дальнейшему окислению и образует диоксид углерода.
Запишите формулы оксида углерода и диоксида углерода.
Углерод имеет атомную массу 12, а кислород-16. Выберите правильные молекулярные массы оксида углерода и диоксида углерода из следующих вариантов:
	Оксид углерода	Диоксид углерода
•	28	28	23
•	28	44	->	4
•	44	28	->	12
•	28	40	-► 41
32.	Проверьте ответ:	z
СО -очень ядовитый, бесцветный, горючий газ.
СО2-удушливый, бесцветный, тяжелый газ, который легко поддается сжижению и может быть использован в твердой форме как охлаждающее средство (сухой лед). Твердый СО2 сублимирует.
Диоксид углерода образуется в процессе полного сгорания всех соединений, содержащих углерод. В некоторых местностях диоксид углерода содержится в источниках минеральной воды.
Вода, насыщенная диоксидом углерода, обладает кислотностью, потому
Углерод (I)
что часть диоксида углерода соединяется с водой, образуя угольную кислоту. Угольная кислота имеет формулу Н2СО3, и ее образование описывается уравнением
н2о + СО2 -> Н2СО3
Что представляет собой СО2 в этой реакции?
•	Окислитель •	Диоксид углерода •	Ангидрид кислоты	- 45 -►16 -	9
33.	Нет, в химическом процессе происходит превращение одних веществ в другие.
Активированный уголь просто удерживает газы, жидкости или растворенные вещества точно так же, как губка впитывает воду. Эти удерживаемые вещества могут быть отделены от активированного угля, например, нагреванием или промыванием. Процесс, называемый адсорбция, представляет собой ... (физический/химический) процесс.
Переходите к чтению рубрики 26.
34.	СаСО3 + 2НС1 - СаС12 + СО2 + Н2О
В природе существуют большие залежи карбоната кальция в форме мела, известняка и мрамора. Более того, существуют целые горные цепи, состоящие из мела и известняка.
Из карбоната кальция очень легко получить диоксид углерода.
В лабораторной практике достаточно просто налить какую-нибудь кислоту на кусочки мела или мрамора. Образовавшаяся смесь вскипает, и высвобождается СО2. Приведенное выше уравнение описывает эту реакцию в том случае, когда в качестве кислоты используется соляная кислота. Запишите уравнение реакции карбоната кальция с серной кислотой и проверьте его в рубрике 11.
35.	Проверьте ответы:
1.	Пропусканием воздуха над раскаленным коксом.
2.	Обжигом мела (известняка).
Запишите уравнения реакций, на которых основаны промышленные способы получения СО2.
Проверьте ответы в рубрике 43.
36.	Проверьте ответы:
Сажа: образуется при неполном сгорании, насыщенно черная окраска, пигмент для изготовления красок.
Графит: минерал, серовато-черная окраска с маслянистым блеском, мягкий, проводит электрический ток, используется как смазочное средство, при изготовлении карандашных грифелей, электродов.
Как называются три аллотропные формы углерода?
Запишите ответ и переходите к рубрике 22.
37.	Неправильно. Диоксид углерода получают обжигом мела в промышленных
Программа 15
условиях. Реакция протекает по уравнению
СаСО3 —► СаО + СО2
Этот процесс проводится в больших печах, поскольку для осуществления данной реакции требуется довольно высокая температура. Разумеется, подобный процесс совершенно не подходит для получения диоксида углерода в лабораторных условиях.
Прочтите еще раз рубрику 34.
38.	Н2СО3 СО2 + Н2О Конец программы 15.
39.	С + О2 СО2
15
СО2-это диоксид углерода. СО-это оксид углерода.
Оксид углерода-чрезвычайно ядовитый и коварный газ, потому что он не имеет ни цвета, ни запаха. Он является одним из ядовитых компонентов загрязненной атмосферы города.
Поскольку оксид углерода образуется при неполном сгорании углерода, печи с плохой тягой, в которых по той или иной причине возникает недостаток кислорода, создают потенциальную опасность для людей.
Какое из двух следующих утверждений правильное?
•	Оксид углерода-негорючий газ	—► 5
•	Оксид углерода горит с образованием диоксида углерода -> 21
40.	Правильно. Концентрация ионов Н+ невелика.
Соли угольной кислоты называются карбонаты. Na2CO3-3T0 карбонат натрия.
Запишите формулу карбоната калия.
Проверьте ответ в рубрике 50.
41.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 20.
42.	Применения аллотропных форм углерода таковы:
Сажа : черный пигмент
Графит: смазочное средство, материал для изготовления электродов, а также карандашных грифелей.
Алмаз: ювелирные изделия, резка и шлифовка стекла и других твердых веществ.
Если нагревать дерево без доступа воздуха, оно превращается в древесный уголь. В этом процессе происходит высвобождение газов, которые проходят по тонким капиллярам обугливаемого дерева. Остаток представляет собой древесный уголь. Наличие множества крошечных пор и капилляров создает в нем огромную поверхность. Поэтому он называется активный, или активированный, уголь.
Активированный уголь представляет собой как бы губку, хотя его тонкие поры и капилляры не видны невооруженным глазом. Активированный уголь обладает способностью удерживать большие количества газов или жидкостей,
Углерод (I)
257
а также экстрагировать (извлекать) растворенные вещества из раствора. При этом активированный уголь, как принято говорить, адсорбирует чужеродные молекулы, и этот процесс называется адсорбция.
Указанное свойство активированного угля используется в лабораторной практике и в химической промышленности. Активированный уголь используют для удаления примесей из самых разнообразных химических веществ и даже в противогазных фильтрах. Слой активированного угля способен задерживать ядовитые компоненты воздуха и предотвращает их прохождение через фильтр.
Процесс какого типа обусловливает это свойство?
•	Химический процесс	-> 33
•	Физический процесс	26
43.	Проверьте составленные вами уравнения:
1.	С + О 2 -* СО2
тепло
2.	СаСО3 -------> СаО + СО2
А теперь кратко повторим пройденный материал.
Сколько существует аллотропных форм углерода?
•	Одна	-»	68
•	Две	-»	58
•	Три	-»	53
•	Четыре	->	61
15
44. Совершенно верно. Речь идет 6 графите.
Все три аллотропные формы углерода горючи, хотя в этом иногда довольно трудно убедиться.
В какой последовательности увеличивается трудность сгорания трех аллотропных форм углерода?
Г орючая форма		Менее горючая форма	Трудно горючая форма		
•	Сажа	Алмаз	Графит	—>	66
•	Алмаз	Сажа	Г рафит	—>	54
•	Г рафит	Сажа	Алмаз	—>	59
•	Сажа	Графит	Алмаз	—>	62
45.	Неправильно. Окисление-это химический процесс, в котором какое-либо соединение соединяется с кислородом. Однако реакция диоксида углерода с водой вовсе не относится к такому типу. Посмотрите еще раз внимательно на уравнение обсуждаемой реакции в рубрике 32.
46.	Оксид углерода СО.
Диоксид углерода СО2.
Какой из этих двух оксидов очень ядовит?
•	Оксид углерода	-> 56
•	Диоксид углерода	-» 57
17-1073
258
Программа 15
47.	СО2 является ангидридом угольной кислоты.
Угольная кислота Н2СО3 является очень слабой кислотой, которая устойчива только в очень разбавленном растворе и при низкой температуре. При нагревании угольной кислоты она разлагается.
Можете ли вы записать уравнение этого разложения?
Проверьте ответ в рубрике 38.
48.	Совершенно верно. Из трех аллотропных форм углерода только графит является хорошим проводником электрического тока.
Опишите теперь свойства каждой из трех аллотропных форм углерода, пользуясь для этого введенными терминами. Проверьте ответ в рубрике 63.
49.	Неправильно. Сажа обладает совсем другими свойствами.
Сажа имеет насыщенно черную окраску и используете^ поэтому в качестве пигмента. Она образуется при неполном сгорании веществ, содержащих углерод.
Обратитесь еще раз к рубрике 60.
15
50.	Проверьте ответ:	(
К2СО3-это карбонат калия.
Расскажем теперь о методе обнаружения солей угольной кислоты: поскольку эта кислота очень летучая, она легко вытесняется из ее солей под действием менее летучих кислот.
Завершите следующее уравнение:
Na2CO3 + 2НС1 ->
Проверьте свое уравнение в рубрике 24.
51.	Н2СО3 2Н+ + СО^-
Эта реакция также записана при помощи двойной стрелки, поскольку угольная кислота является слабой кислотой. Будучи слабой кислотой, она диссоциирует очень мало. Поэтому ее водный раствор содержит помимо ионов Н+ и СО3“ еще ионы НСО3 и недиссоциированные молекулы Н2СО3.
Как двухосновная кислота она диссоциирует в две стадии:
Стадия 1: Н2СО3 Н+ + НСО;
„ нсо; н+ + со*-
Стад“ 2: Кео, g 2Н» + со;-
Какой должна быть концентрация ионов Н + в водном растворе угольной кислоты?
•	Концентрация ионов Н+ должна быть высокой 67
•	Концентрация ионов Н+ должна быть низкой	-+ 40
52.	Неправильно. Алмаз обладает совсем другими свойствами.
Алмаз-прозрачное вещество. Он является одним из самых твердых веществ.
Обратитесь еще раз к рубрике 60.
Углерод (I)
259
53.	Совершенно верно. Углерод встречается в трех аллотропных формах. Запишите их названия.
Проверьте ответ в рубрике 60.
54.	Неправильно. Обратитесь еще раз к рубрике 44.
55.	В лабораторных условиях диоксид углерода получают действием кислот на карбонаты, например:
Na2CO3 + 2НС1 -> 2NaCl + СО2 + Н2О
или
СаСО3 H2SO4 —* * CaSO4 4- СО2 4- Н2О
В промышленных условиях диоксид углерода получают также обжигом мела или известняка:
тепло
СаСО3 -------> СаО 4- СО2
Теперь завершите следующее предложение: СО2 является ... угольной кислоты.
Проверьте ответ в рубрике 47.
56.	Правильно, оксид углерода очень ядовит.
Запишите уравнения образования СО и СО2 при горении углерода.
Проверьте ответ в рубрике 65.
15
57.	Неправильно. СО2 вызывает удушье, когда он находится в воздухе
в больших количествах, но он не ядовит. Если бы он был ядовит, его не использовали бы для охлаждения пищевых продуктов в форме сухого льда или для приготовления газированной воды.
Продолжайте чтение с рубрики 56.
58.	Нет, углерод существует в нескольких аллотропных формах.
Вспомните, например, о применениях различных аллотропных форм углерода в качестве пигмента для изготовления красок, материала для карандашных грифелей и в ювелирных изделиях.
Попытайтесь снова ответить на вопрос, поставленный в рубрике 43.
59.	Неправильно. Обратитесь еще раз к рубрике 44.
60. Сажа, графит и алмаз.
Одна из аллотропных форм углерода представляет собой мягкое вещество серовато-черного цвета с маслянистым блеском. Он хорошо проводит электрический ток и используется для изготовления карандашных грифелей.
Какая аллотропная форма имеется здесь в виду?
• Сажа	-> 49
260
Программа 15
Графит
Алмаз
44
52
61.	Неправильно. Углерод действительно существует в нескольких аллотропных формах, но их число вы указали неверно.
Вспомните, например, о применениях различных аллотропных форм углерода в качестве пигмента для изготовления красок, материала для карандашных грифелей и в ювелирных изделиях.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 43.
62.	Совершенно верно. Сажа сгорает легче, чем графит. Алмаз-наиболее трудногорючая аллотропная форма углерода.
Углерод образует два оксида.
Запишите названия и формулы этих оксидов и проверьте ответ в рубрике 46.
15
63.	Сажа имеет насыщенно черную окраску.
Графит имеет серовато-черную окраску с маслянистым блеском, мягкий, хороший проводник электрического тока.
Алмаз-одно из самых твердых веществ, прозрачный и блестящий.
Опишите теперь важнейшие применения трех аллотропных форм углерода. (Перечисленные выше свойства подскажут вам их.)
Проверьте ответ в рубрике 42.
64.	Н2О + СО2 Н2СО3
Надеемся, что вы не забыли о двойной стрелке! Двойная стрелка указывает, что реакция может протекать в обоих направлениях.
Угольная кислота является слабой и неустойчивой кислотой. Подобно всем другим кислотам, она диссоциирует. При этом она распадается на положительные однозарядные ионы водорода и отрицательные двухзарядные кислотные остатки (карбонат-ионы).
Запишите уравнение этой диссоциации и проверьте ответ в рубрике 51.
65.	Проверьте уравнения:
1.	2С + О2 -» 2СО
2.	С + О2 —> СО2
Второе уравнение описывает процесс получения СО2 по методу пропускания воздуха над раскаленным коксом.
Какие другие способы получения диоксида углерода известны вам?
Запишите их названия и соответствующие уравнения.
Проверьте ответ в рубрике 55.
66. Неправильно. Обратитесь еще раз к рубрике 44.
Углерод (I)
261
67. Угольная кислота является слабой кислотой. Она очень слабо диссоциирует на положительно заряженные ионы водорода и отрицательно заряженные кислотные остатки.
Поэтому ваш ответ неправилен. Концентрация ионов Н+ может быть лишь небольшой.
Прочтите еще раз объяснения, приведенные в рубрике 51.
68. Нет, углерод существует в нескольких аллотропных формах.
Вспомните, например, о применениях различных аллотропных форм углерода в качестве пигмента для изготовления красок, материала для карандашных грифелей и в ювелирных изделиях.
Попытайтесь снова ответить на вопрос, поставленный в рубрике 43.
15
Программа 16
Углерод (II)
1.	В этой программе будут обсуждаться важнейшие соли угольной кислоты и их получение.
Предполагается, что вы уже знакомы со свойствами угольной кислоты, которые довольно подробно рассмотрены в программе 15.
Чтобы освежить в памяти эти сведения, начнем с нескольких вопросов относительно угольной кислоты, на которые вы уже отвечали ранее.
Запишите формулу угольной кислоты и проверьте ответ в рубрике 9.
2.	Na2CO3: карбонат натрия, сода
Карбонат натрия можно получать тремя разными способами. Два из них названы по именам их изобретателей. Какие это процессы?
Речь вдет о процессе ... и о процессе ....
Проверьте ответ в рубрике 62.
16
3.	Неправильно. NaHSO4 действительно является кислой солью, однако из этого вовсе не следует, что ее водный раствор должен реагировать как кислота.
NaHCO3 тоже является кислой солью, однако ее водный раствор имеет щелочную реакцию.
Решающим фактором, который определяет тип реакции водного раствора кислой соли, является сила соответствующей кислоты.
Является ли серная кислота сильной кислотой?
•	Да -> 43
•	Нет -> 70
4.	Совершенно верно. Полное уравнение второй стадии процесса Леблана имеет вид
Na2SO4 + 2С —> Na2S + 2СО2
Третья и последняя стадия процесса Леблана описывается следующим уравнением:
Na2S + СаСО3 -» Na2CO3 + CaS
Каковы химические названия каждого соединения, входящего в это уравнение? Назовите их в той последовательности, как они появляются в этом уравнении (слева направо).
•	Сульфид натрия, карбонат кальция, сода, сульфид кальция	-»	19
•	Сульфит натрия, карбонат кальция, карбонат натрия, сульфит кальция	-»	12
•	Сульфид натрия, карбонат кальция, карбонат натрия, сульфид кальция	-» 26
Углерод (II)
263
5.	Ваш ответ почти правилен. Однако вы, видимо, забыли, что угольная кислота неустойчива и поэтому разлагается.
Вернитесь еще раз к рубрике 33.
6.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 10.
7.	2NaCl + H2SO4 - Na2SO4 + 2НС1
Na2SO4 + 2C -> Na2S + 2CO2
Na2S + CaCO3 -> Na2CO3 + CaS
Третий процесс получения соды начинается с взаимодействия едкого натра и диоксида углерода. Запишите уравнение этого процесса.
Проверьте ответ в рубрике 66.
8.	Неправильно. Реакция гидрокарбоната натрия и водного раствора соляной кислоты только что обсуждалась довольно подробно. Мы указывали, что продуктами этой реакции являются соль и вода.
Прочтите еще раз рубрику 20.
9. Н2СО3
Какие из следующих утверждений относятся к угольной кислоте?
Это слабая и неустойчивая кислота	->	30
Это сильная и устойчивая кислота	-»	23
Это слабая, но устойчивая кислота	-♦	16
10.	Под нейтрализацией понимается реакция основания с кислотой или ее ангидридом. Продуктами такой реакции являются соль и вода. В качестве примера приведем реакции
НС1 + NaOH -> NaCl + Н2О
2NaOH + СО2 -> Na2CO3 + Н2О
Однако в реакции
NaHCO3 + НС1 - NaCl + Н2О + СО2
вообще не участвует никакое основание. В этой реакции солящая кислота вытесняет более слабую и летучую угольную кислоту из ее соли. Уравнение этой реакции можно записать в две стадии:
NaHCO3 + НС1 -* NaCl + Н2СО3
Кислота Н2СО3 очень неустойчива и немедленно разлагается
Н2СО3 -> со2 + Н2О
Суммирование этих двух уравнений дает полное уравнение реакции
NaHCO3 + НС1 -♦ NaCl + Н2О + СО2
Мы уже рассматривали ранее другие примеры вытеснения слабых летучих кислот из их солей более сильными кислотами.
264
Программа 16
Например, мы знаем, что сульфид железа реагирует с соляной кислотой, образуя сероводород
FeS + 2НС1 -> FeCl2 + H2S и что сульфит натрия реагирует с соляной кислотой, образуя сернистую кислоту, которая затем легко разлагается далее:
Na2SO3 + 2НС1 -> 2NaCl + H2SO3
H2SO3 -> so2 + H2O
Завершите теперь следующее предложение:
Когда гидрокарбонат натрия и водный раствор соляной кислоты реагируют друг с другом, более слабая и более летучая ... кислота вытесняется из ее соли.
Переходите к чтению рубрики 59.
11.	Сульфат натрия должен быть восстановлен углеродом в сульфид натрия. В этом процессе образуется только один побочный продукт.
Если записать соответствующее уравнение, получится
Na2SO4 + С -> Na2S + ?
16 i
Мы видим, что в левой части этого уравнения содержатся четыре атома кислорода, а также один атом углерода, которые должны быть и в правой части уравнения. Углерод как раз и является тем веществом, которое восстанавливает сульфат натрия, т.е. освобождает его от кислорода, и в этом процессе сам соединяется с кислородом. Таким образом, образующийся побочный продукт представляет собой диоксид углерода. Если записать этот побочный продукт в правой части уравнения, оно приобретет вид
Na2SO4 + С —* Na2S 4- СО2
Однако это уравнение еще не завершено, потому что число атомов кислорода в его левой части превышает их число в правой части уравнения.
Следовательно, необходимо взять вдвое большее количество углерода.
Запишите теперь окончательный вид уравнения. Не забывайте, что число атомов каждого элемента, участвующего в реакции, в левой и правой частях ее уравнения должно быть одинаковым.
Переходите к рубрике 4.
12.	По-видимому, вы путаете соли сернистой кислоты с солями сероводородной кислоты.
Соли сернистой кислоты называются сульфиты.
Соли сероводородной кислоты называются сульфиды.
Прочтите еще раз рубрику 4.
13.	Посмотрите еще раз внимательно на последнее уравнение, приведенное в рубрике 33. Все, что от вас требуется, это переписать данное уравнение в обратном порядке. Однако не забывайте, что угольная кислота неустойчива.
14.	NaOH + СО2 -» NaHCO3 или
NaOH + Н2СО3 -> NaHCO3 + Н2О
Углерод (II)
265
NaHCO3 называется гидрокарбонат натрия.
При нагревании NaHCO3 разлагается. Запишите уравнение этой реакции.
Проверьте ответ в рубрике 63.
15.	На первой стадии исходными веществами являются хлорид натрия и серная кислота.
Образующийся сульфат натрия на второй стадии реагирует с углеродом.
В этой реакции образуются сульфид натрия и еще один побочный продукт.
Составьте теперь уравнения всех трех стадий и проверьте их в рубрике 34.
16.	Ваш ответ правилен лишь частично. Угольная кислота является слабой кислотой. Она очень легко разлагается в соответствии с уравнением
Н2СО3 -> со2 + Н2О
Завершите теперь следующее предложение:
Угольная кислота является слабой ... (устойчивой/неустойчивой) кислотой.
Переходите к рубрике 30.
17.	Проверьте ответ: NaHCO3.
Гидрокарбонат натрия принадлежит к кислым солям. В водном растворе он диссоциирует вначале на положительно заряженный ион натрия и отрицательно заряженный гидрокарбонат-ион.
Запишите уравнение этой диссоциации.
Проверьте его в рубрике 27.
16
18.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь к рубрике 11.
19.	Ваш ответ правилен лишь частично.
Требовалось дать химические названия веществ, входящих в обсуждаемое уравнение. Химическое название Na2CO3- карбонат натрия, а не сода. Никогда не следует забывать о различии между химическим названием и тривиальным (бытовым, техническим) названием вещества.
Вернитесь к рубрике 4.
20.	Совершенно верно. При нагревании гидрокарбонат натрия разлагается на карбонат натрия, воду и диоксид углерода
2NaHCO3 -+ Na2CO3 + Н2О + СО2
Гидрокарбонат натрия применяют для устранения изжоги. В желудке каждого здорового человека имеется небольшое количество разбавленной соляной кислоты. Этот «желудочный сок» играет важную роль в процессе пищеварения. Однако, если кислоты слишком много, человек испытывает весьма неприятное ощущение изжоги. Способность гидрокарбоната натрия снимать изжогу объясняется тем, что он может реагировать с избытком соляной кислоты в желудке. Реакция протекает по уравнению
NaHCO3 + НС1 -> NaCl + Н2О + СО2
К какому типу относится эта реакция?
266
Программа 16
•	Нейтрализация	->	6
•	Вытеснение сравнительно слабой и летучей кислоты из
ее соли более сильной и менее летучей кислотой	->	59
•	Не знаю	->	10
21.	Неправильно. Мы только что ясно сказали, что угольная кислота является лмогоосновной кислотой.
Угольная кислота имеет формулу Н2СО3. Попробуйте теперь дать правильное определение этой кислоты.
•	Это двухосновная кислота	-> 44
•	Это трехосновная кислота	->	37
22.	Неправильно. Вам надо сообразить, какое из четырех исходных веществ должно быть получено при помощи химических процессов, т.е. не встречается в природе.
Если теперь вам ясно, как ответить на вопрос, поставленный в рубрике 39, вернитесь к ней. Если же нет, за подробным разъяснением обратитесь в рубрику 67.
23.	Неправильно. Из пройденного ранее вам должно быть известно следующее:
1.	Угольная кислота вытесняется из ее солей действием более сильных и менее летучих кислот, например:
Na2CO3 + 2НС1 -> 2NaCl + СО2 + Н2О
2.	Угольная кислота разлагается при нагревании
Н2СО3 - СО3 + Н2О
Запишите самостоятельно эти два уравнения, а затем завершите следующее предложение:
Угольная кислота является ... (сильной/слабой), ... (устойчивой/неустойчивой) кислотой.
Переходите к рубрике 30.
24.	2КОН + СО2 -> К2СО3 + Н2О
К2СО3 называется карбонат калия, или поташ.
Кальциевая соль угольной кислоты встречается в природе в больших количествах. Из карбоната кальция состоят три различных минерала. /
Как называются эти минералы?
Проверьте ответ в рубрике 56.
25.	Ваш ответ не вполне правилен.
При восстановлении сульфата натрия углеродом действительно образуется диоксид углерода.
Однако обе части любого уравнения должны содержать одинаковое число атомов каждого сорта. Для того чтобы связать четыре атома кислорода из сульфата натрия в диоксид углерода, потребуются два атома углерода. Запишите теперь правильное уравнение и проверьте его в рубрике 4.
Углерод (II)
267
26.	Совершенно верно. На третьей стадии процесса Леблана сульфид натрия реагирует с карбонатом кальция, образуя карбонат натрия и сульфид кальция. Таким образом, описанный трехстадийный процесс в конечном счете приводит к получению необходимого продукта-карбоната натрия.
Чтобы подвести итог сказанному, запишите теперь самостоятельно уравнения всех трех стадий процесса Леблана, а затем проверьте их в рубрике 34.
Если в£м трудно вспомнить, что происходит на первых двух стадиях этого процесса, обратитесь к рубрике 15.
27.	NaHCO3 -> Na+ + НСО3
Эти ионы взаимодействуют с окружающей водой, которая сама тоже диссоциирована в некоторой степени. Объединяясь с ионами водорода, имеющимися в воде, ион НСО3 образует ограниченное количество угольной кислоты. В отличие от воды и угольной кислоты, которые диссоциируют с трудом, гидроксид натрия диссоциирует полностью.
Н2О Н+ + ОН"
Na+ + НСО; + Н2О <=* Na+ + ОН “ + Н2СО3
Поэтому в водном растворе гидрокарбоната натрия присутствует больше ионов ОН _, чем ионов Н +. Вследствие этого такие растворы имеют слабую щелочную реакцию.
Такой вывод относится к любой соли, образованной при реакции сильного основания со слабой кислотой. Эта тема будет подробно обсуждаться в части II данного учебника.
Существуют другие кислые соли, которые обнаруживают кислую реакцию будучи растворенными в воде, например NaHSO4-гидросульфат натрия.
Почему водный раствор NaHSO4 реагирует как кислота?
•	Потому что NaHSO4 является кислой солью сильной
кислоты	->	43
•	Потому что	NaHSO4 является кислой солью	—►	3
•	Не знаю	->	70
16
28.	Неправильно. Na2SO4 и Na2S не являются побочными продуктами.
На самом деле они являются промежуточными продуктами, которые используются на последующих стадиях процесса.
Вернитесь к рубрике 41.
29.	2NaOH + СО2 -► Na2CO3 + Н2О
Таким образом, на 2 моля гидроксида натрия требуется 1 моль диоксида углерода.
Если использовать большее количество СО2, чем указано здесь, т.е. если взять 2 моля СО2 на 2 моля NaOH, или, что то же самое, 1 моль СО2 на 1 моль NaOH, то продуктом реакции будет уже не карбонат натрия. Вместо него получится другая соль угольной кислоты, называемая гидрокарбонат натрия.
Запишите химическую формулу гидрокарбоната натрия.
Проверьте ответ в рубрике 17.
Программа 16
30.	Совершенно верно. Угольная кислота-слабая, неустойчивая кислота. Кроме того, она является многоосновной кислотой.
Какое из следующих определений применимо к угольной кислоте?
•	Это	одноосновная кислота	-»	21
•	Это	двухосновная кислота	-»	44
•	Это	трехосновная кислота	-»	37
31.	Неправильно. Только одно исходное вещество из четырех должно быть получено при помощи химических процессов, т.е. не встречается в природе.
Зная это, попытайтесь теперь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 39.
Если вы чувствуете, что не можете сделать это, за подробным разъяснением обратитесь в рубрику 67.
32.	Совершенно верно. На первой стадии процесса Леблана хлорид натрия реагирует с серной кислотой, образуя сульфат натрия и соляную кислоту. Сильная и нелетучая серная кислота вытесняет менее сильную и летучую соляную кислоту из ее соли.
На второй стадии процесса Леблана полученный сульфат натрия восстанавливается углеродом. Это восстановление приводит к образованию сульфида натрия, т.е. на данной стадии происходит удаление кислорода.
Запишите уравнение этой реакции восстановления. Тогда вы увидите, что кроме сульфида натрия образуется еще какой-то побочный продукт реакции.
Что представляет собой этот побочный продукт реакции?
•	СО2	-	25
•	2СО	->	18
•	2СО2	->	4
•	Не знаю	-»	11
33. Совершенно верно. При достаточно обильном поступлении СО2 (до момента, когда раствор становится насыщенным) образуется та соль, которая требует большего количества СО2 для своего образования, а именно NaHCO3.
А что произойдет, если пропускать СО2 через раствор карбоната натрия? Растворение СО2 в водном растворе, в сущности, означает добавление угольной кислоты, потому что СО2 и вода реагируют друг с другом, образуя эту кислоту.
СО2 4- Н2О -> Н2СО3
Na2CO3 + Н2СО3 -> 2NaHCO3
Таким образом, в этом случае получается гидрокарбонат натрия. Из этого уравнения совершенно ясно, что получение гидрокарбоната натрия требует большего количества угольной кислоты, чем требуется для образования карбоната натрия. Гидрокарбонат натрия образуется из карбоната натрия и угольной кислоты.
При нагревании гидрокарбоната натрия процесс, описываемый вторым из приведенных выше уравнений, протекает справа налево.
Запишите уравнение реакции, протекающей при нагревании гидрокарбоната натрия. Какие продукты реакции образуются при этом?
Углерод (II)
• • •	Карбонат натрия, вода и угольная кислота	->	13 Карбонат натрия, вода и диоксид углерода	->	20 Карбонат натрия и угольная кислота	-»	5
34.	Проверьте составленные вами уравнения: Стадия I: 2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2НС1 Стадия II: Na2SO4 + 2С -> Na2S + 2СО2 Стадия III: Na2S + СаСО3 -> Na2CO3 + CaS
Запишите название этого трехстадийного процесса получения карбоната натрия:
	Процесс .... Переходите к рубрике 41.
35.	Неправильно. Под нейтрализацией понимается реакция между кислотой
и основанием с образованием соли и воды. Примером нейтрализации является реакция соляной кислоты с едким натром
	НС1 + NaOH -> NaCl + Н2О Посмотрите еще раз на уравнение, записанное в рубрике 44.
36.	СаСО3 Карбонат кальция существует в форме трех различных минералов. Запишите названия этих минералов и проверьте их в рубрике 61.
37. Неправильно. В качестве примера трехосновной кислоты приведем фосфорную кислоту Н3РО4. При диссоциации этой кислоты от нее могут отщепляться три (положительно заряженных) иона водорода.
Посмотрите еще раз внимательно на формулу угольной кислоты и постарайтесь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 30.
38.	Доломит. Конец программы 16.
39. Совершенно верно. Исходными веществами для содового процесса Леблана являются: NaCl, H2SO4, СаСО3 и С.
• • • • •	Какие из этих исходных веществ встречаются в природе? Все	->	22 Три из них	-»	53 Два из них	-+	31 Одно из них	-»	47 Ни одно из них	->	54	(
40.	По-видимому, в данном случае вы слишком формально подошли
к определению нейтрализации.
270
Программа 16
/
Обычно под нейтрализацией понимают реакцию между кислотой и основанием. Однако, если в той же реакции вместо кислоты использовать ее ангидрид, можно по-прежнему говорить о нейтрализации.
Запишите уравнение образования карбоната натрия в процессе полной нейтрализации гидроксида натрия ангидридом угольной кислоты. Проверьте это уравнение в рубрике 29.
41.	Процесс Леблана.
Процесс Леблана неэкономичен, так как в нем образуются такие побочные продукты, которые нельзя использовать. Побочными продуктами химического процесса считаются те вещества, которые образуются в его ходе и которые нельзя использовать для получения главного продукта. '
Какие побочные продукты образуются в процессе Леблана?
Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрите на уравнения трех стадий
16
данного процесса!
•	CaS	->	48
• НС1, СО2 и CaS	>50
•	Na2SO4,	Na2S	->	28
•	Na2SO4,	Na2S,	HC1, CO2 и CaS	->	55
42.	Неправильно. Термин «до насыщения» означает, что через раствор пропускают столько СО2, сколько возможно.
Соль, которая образуется при этом, должна быть той, которая требует большего количества СО2.
Какая соль требует для своего образования большего количества СО2?
• Na2CO3	- 68
• NaHCO3
- 33
43.	Верно, поскольку NaHSO4 представляет собой кислую соль сильной кислоты, ее водный раствор имеет кислую реакцию.
Ион HSO4 полностью диссоциирует в воде
HSO4 - Н+ + sor
Ионы Н + обусловливают кислую реакцию.
Обратите внимание на следующее:
Не все кислые соли при растворении в воде дают кислую реакцию.
Только сила соответствующей кислоты определяет в каждом конкретном случае, будет ли кислая соль, растворенная в воде, иметь кислую, нейтральную или слабощелочную реакцию.
Вернемся теперь к обсуждению способов получения карбоната натрия и гидрокарбоната натрия. Оба этих вещества можно получать, пропуская диоксид углерода через раствор гидроксида натрия.
Запишите два соответствующих уравнения и затем проверьте их в рубрике 51.
44.	Правильно, угольная кислота является двухосновной кислотой.
Важнейшая соль угольной кислоты-карбонат натрия Na2CO3, называемый также содой. Поскольку в природе нет больших залежей соды, а химическая
Углерод (П)	271
промышленность потребляет ее в огромных количествах, приходится получать ее синтетически. Существуют различные процессы получения соды, а именно:
1.	Процесс Леблана (сульфатный способ)
2.	Процесс Сольве (аммиачный способ)
3.	Процесс, основанный на реакции едкого натра с диоксидом углерода. Первые два процесса получили названия по имени их изобретателей.
Начнем с рассмотрения процесса Леблана. Этот процесс состоит из трех отдельных стадий. Его первой стадией является реакция хлорида натрия с серной кислотой, протекающая по уравнению
2NaCl + H2SO4 - Na2SO4 + 2НС1
35
-> 32
Реакцию какого типа описывает это уравнение? Нейтрализацию
Вытеснение кислоты из ее соли действием более сильной и менее летучей кислоты
45.	Совершенно верно. Обычно под нейтрализацией понимают реакцию между кислотой и основанием. Однако, если в той же реакции вместо кислоты использовать ее ангидрид, можно по-прежнему говорить о нейтрализации.
Запишите уравнение образования карбоната натрия в процессе полной нейтрализации гидроксида натрия ангидридом угольной кислоты. Проверьте это уравнение в рубрике 29.
46.	Пропускание СО2 через раствор гидрокарбоната натрия вообще ни к чему не приводит. Вероятно, вы спутали это с чем-то уже обсуждавшимся нами ранее.
Вернитесь к рубрике 33.
16
47.	Неправильно. Только одно исходное вещество из четырех должно быть получено при помощи химических процессов, т.е. не встречается в природе.
Зная это, попытайтесь теперь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 39.
В противном случае за разъяснением обратитесь в рубрику 67.
48.	Вы дали неполный ответ. Побочный продукт образуется не только на третьей стадии, но и на первой и второй стадиях процесса!
Вернитесь к рубрике 41.
49.	Верно, реакция гидрокарбоната натрия с едким натром приводит к образованию карбоната натрия:
NaHCO3 + NaOH -» Na2CO3 + Н2О
Познакомимся теперь еще с одним важным карбонатом, а именно с карбонатом калия К2СО3, который имеет техническое название поташ. Карбонат калия можно получить пропусканием диоксида углерода через раствор едкого кали.
Запишите уравнение этой реакции и проверьте его в рубрике 58.
272
Программа 16
50.	Совершенно верно. НО, СО2 и CaS являются побочными продуктами процесса Леблана.
Na2SO4 и Na2S-промежуточные продукты, образующиеся в ходе этого процесса и использующиеся на его последующих стадиях.
Какие исходные вещества необходимы для получения соды по процессу Леблана?
•	NaCl и H2SO4	->	57
•	NaCl, H2SO4, Na2SO4, Na2S,	CaCO3 и C	->	64
•	NaCl, H2SO4, CaCO3 и C	->	39
51.	1. 2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O
2.	NaOH + CO2 ->• NaHCO3
Для какой из этих реакций требуется большее количество СО2 в расчете на один моль NaOH?
•	Для реакции, описываемой уравнением 1	-> 68
•	Для реакции, описываемой уравнением 2	-> 60
52.	МдСО3
Карбонат магния тоже встречается в природе в больших количествах. Вместе с карбонатом кальция он образует минерал доломит.
Чтобы подвести итог всему изложенному в этой программе, кратко повторим ее содержание.
Завершите следующее предложение:
Угольная кислота является ... (сильной/слабой), ... (устойчивой/неустойчивой) кислотой.
Проверьте ответ в рубрике 65.
53.	Совершенно верно. В природе встречаются следующие вещества:
NaCl (хлорид натрия, поваренная соль)
СаСО3 (карбонат кальция, мел)
С (углерод, уголь)
Однако серная кислота H2SO4 должна быть получена при помощи какого-либо химического процесса*.
Хотя три исходных вещества из четырех, используемые в содовом процессе Леблана, встречаются в природе и поэтому не требуют больших затрат, весь этот процесс в целом неэкономичен из-за того, что образующиеся в нем побочные продукты не могут быть использованы.
Поэтому в настоящее время соду вырабатывают почти исключительно при помощи более экономичного аммиачного способа -процесса Сольве. Этот процесс будет подробно обсуждаться в программе 21.
Третий процесс для производства карбоната натрия основан на продувании
* В нашей стране (в заливе Карабогаз-гол в Каспийском море) имеются огромные залежи сульфата натрия. Это исключает необходимость рассмотренной выше первой стадии процесса Леблана. Однако этот старый способ (разработанный еще в 1791 г.) действительно менее экономичен, чем аммиачный процесс. Прим. ред.
Углерод (I!)
273
диоксида углерода через едкий натр; он описывается уравнением
2NaOH + СО2 - Na2CO3 + Н2О
Можно ли утверждать, что с химической точки зрения это уравнение описывает реакцию нейтрализации?
•	Да	-►	45
•	Нет	->	40
•	Не знаю	->	69
54.	Неправильно. Только одно исходное вещество из четырех должно быть получено при помощи химических процессов, т.е. не встречается в природе.
Зная это, попытайтесь теперь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 39.
Если вы чувствуете все же, что не можете сделать это, за подробным разъяснением обратитесь в рубрику 67.
55.	Неправильно. Некоторые вещества, указанные вами в качестве побочных продуктов, на самом деле используются на последующих стадиях процесса! Обратите внимание, что продукты, которые оказываются использованными в процессе, не являются побочными продуктами.
Вернитесь к рубрике 41.
56.	Известняк, мрамор и мел.
В природе встречаются также большие количества карбоната магния (обычно вместе с карбонатом кальция).
Как называется этот смешанный минерал?
Проверьте ответ в рубрике 38.
57.	Вы дали неполный ответ. Исходные вещества первой стадии являются не единственным сырьем, используемым в этом процессе. Дополнительные исходные вещества приходится вводить и на второй, и на третьей стадиях данного процесса.
Вернитесь к рубрике 50.
58.	2КОН + СО2 -ч. К2СО3 + Н2О
Еще один важный карбонат-это карбонат кальция СаСО3. Наиболее распространенной минеральной формой карбоната кальция является известняк. Этот минерал образует подошву целых горных гряд, и его можно добывать горнорудными способами. Очень чистая форма известняка представляет собой кристаллический и твердый материал-мрамор. Карбонат кальция встречается также в форме мела.
Запишите химическую формулу мрамора и проверьте ответ в рубрике 36.
59. Совершенно верно. При смешении гидрокарбоната натрия и водного раствора соляной кислоты более слабая и более летучая угольная кислота вытесняется из ее соли. Поскольку угольная кислота очень неустойчива, она немедленно распадается на воду и диоксид углерода.
18-1073
274
Программа if»
Карбонат натрия можно получить нагреванием гидрокарбоната натрия.
Существует еще один способ получения карбоната натрия из гидрокарбоната натрия
На чем основан этот второй способ?
Если вы запишете уравнения трех указанных ниже реакций а). 6) и в), то вам будет легче получить правильный ответ.
•	а) Действие водного раствора соляной кислоты на гидрокарбонат натрия	—>	8
•	б) Действие едкого натра на гнлрокарбонат цатрия	49
•	в) Пропускание СО, через раствор гидрокарбоната натрия	46
60.	Совершенно верно. Для получения NaHCO, требуется в расчете на 1 моль NaOH больше СО,, чем для получения Na2CO,.
Какая соль должна получаться, если пропуска™ СО, через раствор .NaOH до тех пор, пока последний не насытится этим тазом?
•	Na2COj	-	42
•	’ NaHCO,	- .33
61.	Карбонат кальция встречается в природе в форме известняка, мрамора и мела.
Еще один важный карбонат - это карбонат мат пня.
Запишите его химическую формулу: напомним, что магний Mg является двухвалентным элементом. Проверьте ответ в рубрике 52.
16
62.	Процесс Леблана и процесс Сольве.
Процесс Леблана состоит из грех стадий.
Запишите уравнения всех трех стадий процесса Леблана
Проверьте их в рубрике 7.
тепло
63.	2NaHCOj -------► Na,CO3 + СО, -г Н2О
При пропускании СО2 через раствор едкого ка ти получас гея соль угольной кислоты.
Запишите уравнение этой реакции и укажите химическое и техническое название образующейся соли.
Проверьте ответ в рубрике 24.
64.	Неправильно. Na2SO4 и Na2S сами образуются в ходе обсуждаемого процесса и снова используются на его последующих стадиях. Поэтому они не могут считаться исходными веществами.
Вернитесь к рубрике 50.
65. Угольная кислота является слабой, неустойчивой кислотой. Важнейшая соль угольной кислоты: Na2CO3.
Запишите химическое и техническое название этой соли.
Проверьте ответ в рубрике 2.
Vriepo.i (II)
275
66.	2NaOH + CO2 -► Na2CO3 + H2O
Когда CO2 пропускают через раствор едкого натра до достижения точки насыщения, образующаяся соль представляет собой не соду, а другую соль. Запишите уравнение этой реакции и название образующейся соли. Проверьте ответ в рубрике 14.
67.	Вопрос заключается в следующем: какие из исходных веществ для содового процесса Леблана (NaCl, H2SO4, СаСО3 и С) встречаются в природе?
Три из этих четырех веществ встречаются в больших количествах в земной коре.
Лишь одно из четырех веществ должно быть получено при помощи химического процесса. Вспомните в связи с этим башенный процесс либо контактный процесс.
А теперь завершите следующие предложения:
Исходными веществами для содового процесса Леблана, которые встречаются в природе, являются:
1.	...
2.	...
3.	...
Однако для получения ... необходимо использовать химический процесс.
Проверьте ответ в рубрике 53.
68.	Нёправильно. Посмотрите внимательно на два только что записанных последних уравнения.
Для получения Na2CO3 требуются:
2 моля NaOH в расчете на 1 моль СО2, или (что то же самое)
1 моль NaOH в расчете на 1 /г моля СО2
Для получения NaHCO3 требуется
1 моль NaOH в расчете на 1 моль СО2
Таким образом, в последнем случае требуется вдвое большее количество
СО2! Завершите теперь следующее предложение:
Для получения NaHCO3 требуется в расчете на 1 моль NaOH
... (больше/меныпе) СО2, чем для получения Na2CO3. Переходите к рубрике 60.
69.	Обычно под нейтрализацией понимают реакцию между кислотой
и основанием. Однако, если в той же реакции вместо кислоты использовать ее ангидрид, можно по-прежнему говорить о нейтрализации.
Запишите уравнение образования карбоната натрия в процессе полной нейтрализации гидроксида натрия ангидридом угольной кислоты. Проверьте это уравнение в рубрике 29.
70. Поскольку ионы соли взаимодействуют с ионами, имеющимися в воде, для ионов водорода слабых кислот существует возможность образовать недиссоциированную кислоту. В таком растворе будут преобладать ионы ОН ~, и поэтому его реакция должна быть щелочной.
Однако серная кислота является сильной кислотой, которая всегда полностью диссоциирована в водном растворе. Поэтому водный раствор NaHSO4 должен содержать больше ионов Н 4 .
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 27.
18*
Программа 17
Углерод (III)
1. В предыдущей программе мы обсудили важнейшие соли угольной кислоты. Среди прочего мы упоминали карбонат кальция, большие запасы которого существуют в природе в форме известняка.
Известняк - очень важное сырье для химической промышленности.
В данной программе мы познакомимся прежде всего с использованием известняка и продуктов его переработки в строительной промышленности. Мы узнаем, например, почему известковый (строительный) раствор затвердевает (схватывает).
Известняк (или кальцит) является исходным веществом для производства негашеной извести. Промышленный способ получения извести заключается в прокаливании (обжиге) известняка.
Мы уже приводили уравнение процесса обжига известняка ранее. Впервые вы познакомились с ним при обсуждении диоксида углерода.
Попытайтесь теперь записать самостоятельно уравнение обжига известняка: тепло
СаСО3 ----► ...
Проверьте ответ в рубрике 44.
17
2. Вы использовали неправильные формулы соединений или ошиблись в вычислениях по ним.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 49.
3.	1. Негашенная известь-это оксид кальция СаО. Она получается при
обжиге карбоната кальция (известняка) по реакции
СаСО3 -► СаО + СО2
2. Гашеная известь-это гидроксид кальция Са(ОН)2:
3. Гашеная известь - очень едкое вещество, так как является сильным основанием.
4. а) Са(ОН)2 + 2НС1 -► СаС12 + 2Н2О
б) Са(ОН)2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2Н2О
5. Н2СО3, СаСО3, Са(НСО3)2, NaHCO3.
6. Сначала образуется осадок карбоната кальция. Он снова растворяется при дальнейшем пропускании СО2; в этом процессе образуется гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2.
7. При нагревании жесткой воды растворенный в ней гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат кальция (накипь); реакция протекает по уравнению
Са(НСО3)2 - СаСО3 + СО2 + Н2О
8. Жесткая вода содержит растворенные соли, особенно гидрокарбонат кальция. В жесткой воде мыльный раствор плохо образует пену. Мягкая вода (дождевая вода или дистиллированная вода) практически не содержит
Углерод (III)
277
растворенных солей. По этой причине такая вода кажется пресной на вкус.
9. Строительный раствор представляет собой смесь песка и гашеной извести Са(ОН)2.
10. Присутствующий в воздухе СО2 реагирует с гидроксидом кальция, образуя карбонат кальция и воду. Реакция протекает по уравнению
Са(ОН)2 4" СО2 —* СаСО3 + Н2О
И. При горении угля образуется СО2.
12. На образец неизвестного вещества наливают немного разбавленной соляной кислоты. При этом на поверхности вещества начинают выделяться пузырьки газа. Природу этого газа устанавливают, пропуская его через раствор гидроксида бария. Если этот газ представляет собой СО2, то, взаимодействуя с раствором, он должен образовывать белый осадок карбоната бария.
Конец программы 17.
4.	Реакция, протекающая между гидроксидом кальция и диоксидом углерода, представляет собой реакцию нейтрализации.
Мы уже познакомились с такой реакцией при обсуждении взаимодействия едкого натра с СО2. В зависимости от количества СО2, продуваемого через раствор едкого натра, происходит образование Na2CO3 либо NaHCO3.
Имея это в виду, вы сможете теперь ответить на вопрос, поставленный в рубрике 37.
5.	Очевидно, вы неправильно представляете себе различие между карбонатами и гидрокарбонатами.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 49.
6.	Реакция карбонатов с кислотами может использоваться как проба на карбонаты. Угольная кислота является очень слабой и неустойчивой кислотой. Она может вытесняться из своих солей действием менее летучих и более сильных кислот. В качестве примера приведем реакцию
Na2CO3 + 2НС1 -► 2NaCl + Н2СО3
Образующаяся угольная кислота немедленно разлагается, как показывает уравнение
Н2СО3 -> СО2 + Н2О
Таким образом, когда карбонаты реагируют с кислотами, наблюдается выделение газа. Образующийся газ представляет собой .
Вставьте в это предложение пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 41.
7. Нет, кислоты-это соединения, которые при диссоциации в воде образуют положительно заряженные ионы водорода.
Са(ОН)2 является гидроксидом металла. При диссоциации гидроксидов металлов не образуются ионы водорода.
Подумайте, например, что должно происходить при диссоциации гидроксида натрия или гидроксида калия.
Постарайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 20.
278
llpoipt-Mua 17
8.	Вы ответили только на часть вопроса.
Гидрокарбонат кальция получается при продувании диоксида углерода через взвесь карбоната кальция в воде. Эта реакция описывается уравнением
СаСО3 + Н2О + СО2 Са(НСО3)2
Однако вопрос заключался в том, как можно получить гидрокарбонат кальция из карбоната кальция и затем превратить полученный гидрокарбонат кальция снова в карбонат кальция.
Прочтите еще раз внимательно рубрику 31.
9.	Совершенно верно. Накипь представляет собой карбонат кальция, который образуется при нагревании гидрокарбоната кальция по уравнению
Са(НСО3)2 СаСО3 + Н2О + СО2
В тех случаях, когда жесткая вода используется для промышленных целей, например в котлах, турбинах или паровых машинах, образование накипи постепенно приводит к нарушению действия установки. По этой причине такую воду приходится предварительно превращать в мягкую (умягчать).
Перейдем теперь к обсуждению использования гашеной извести (гидроксида кальция) в строительстве. При сооружении построек зазоры между кирпичами заполняют строительным (известковым) раствором. Через некоторое время этот строительный раствор затвердевает, или, как принято говорить,
17
схватывает.
Что представляет собой строительный раствор и почему он затвердевает через некоторое время? Вы уже располагаете достаточными химическими знаниями, чтобы разобраться в этом весьма интересном вопросе.
Строительный раствор представляет собой смесь гашеной извести (гидроксида кальция) и песка. Песок действует в основном как наполнитель и не принимает участия в происходящих химических реакциях.
Запишите теперь уравнения химических процессов, происходящих
а)	при приготовлении негашеной извести и
б)	при приготовлении гашеной извести.
Проверьте ответ в рубрике 36.
10.	Рассматриваемое незавершенное уравнение содержит по два атома водорода как в левой, так и в правой частях. Это означает, что не должно остаться водорода для образования гидрокарбоната бария. Следовательно, ваш ответ неправилен.
Посмотрите еще раз на уравнение в рубрике 40.
11.	Очевидно, вы недостаточно хорошо усвоили различие между карбонатами и гидрокарбонатами.
Поэтому советуем вам особенно внимательно прочесть объяснение, приведенное в рубрике 26.
12. Очевидно, вы неправильно представляете себе различие между карбонатами и гидрокарбонатами.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 49.
У^.ерод (III)
279
13.	Неправильно. За разьяснениями обратитесь в рубрику 6.
14.	Неправильно. Вы должны твердо знать следующее:
Жесткая вода содержит примеси растворенных солей. Примерами жесткой воды могут служить водопроводная вода и вода из ручьев. При растворении мыла в жесткой воде образуется нерастворимый осадок. По этой причине жесткая вода не очень эффективна для мытья.
Мягка.ч вода практически свободна от растворенных в ней примесей. Примерами мягкой воды могут служить дождевая вода и особенно дистиллированная вода. Мыло хорошо растворяется в мягкой воде, и поэтому какая вода очень эффективна тля мыгья.
Продолжайте чтение с рубрики 33.
15.	Неправильно. В левой части уравнения записан только один атом бария. Поэтому в правой части уравнения не должно появиться .двух атомов бария.
Посмотрите еще раз па уравнение в рубрике 40.
16.	Н еправильно. Гидрокарбона! кальция получается при продувании диоксида углерода через взвесь карбонат кальция в иоде. Уравнение этой реакции имеет вид
СаСО, + Н.О + СО, - Са(НСО3),
Однако нагревание этой взвеси не приведет к образованию Са(НСО3)2.
Наоборот, Са(НС'О3)2 разлагается при нагревании.
Прочтите еще раз внимательно материал, начинающийся с рубрики 19.
17. При обжиге карбоната кальция получается оксид каяьрия. который может реагировать с водой, образуя гидроксид k<.i.iьци.ч.
Оксид кальция имеет формулу СаО.
Гидроксид кальция имеет формулу С,э(ОН)..
Ион кальция несет на себе двойной положи тельный заряд. Следовательно, он способен связываться с йбт.н.ч гилрокепд-ионэми.
Вычислите теперь эквивалентную массу гидроксида кальция. Необходимые для вычисления атомные массы: Са — 40. О 16. Н - Г
Эквивалентная масса равна:
•	74	...„	29
•	37	->	46
•	148	35
18. Вы еще нс до конна понимаете различие между карбонатом кальция и Iидрокарбонатом кальция.
Ознакомьтесь с содержанием рубрики 4.
19. Совершенно верно. Когда диоксид уз лерода продувают через водную взвесь карбоната кальция, этот газ ротирует с водой, превращаясь в угольную кислоту. Образовавшаяся угольная кислота реагирует v карбонатом кальция, превращая его в гидрокарбонат кизынтя.
280
Пршрамма 17
Поскольку CaCO3 плохо растворим в воде, а Са(НСО3)2 легко растворим в ней, СаСО3 постепенно переходит в раствор в виде Са(НСО3)2.
Запишите уравнение этой реакции и затем проверьте его в рубрике 43.
20.	СаО + Н2О -> Са(ОН)2
Тривиальное название продукта этой реакции гашеная известь, а его химическое название гидроксид кальция.
Что представляет собой гидроксид кальция?
•	Соль	->	28
•	Кислоту	-»	7
•	Основание	->	30
21.	Неправильно. Конечно же, гидроксид кальция реагирует с диоксидом углерода! Ведь гидроксид кальция представляет собой основание, а диоксид углерода является ангидридом кислоты.
Особенности реакции между этими двумя веществами обсуждаются в рубрике 4.
22.	Очевидно, вы неправильно представляете себе различие между карбонатами и гидрокарбонатами.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 49.
23.	Ваш ответ не вполне правилен.
Для двух из четырех соединений вы привели тривиальные (технические) названия вместо химических (номенклатурных) названий.
Прочтите еще раз рубрику 38.
24.	Процесс затвердевания строительного раствора называется схватывание.
Вода, постепенно выделяющаяся при реакции схватывания строительного раствора, является причиной того, что новые строения сохраняют сырость долгое время после их возведения.
Процесс схватывания можно ускорить, помещая в таких строениях открытые горящие угольные жаровни.
Как это должно помочь ускорению процесса схватывания?
•	Медленно горящий уголь будет выделять диоксид углерода	-» 39
•	Помещения будут нагреваться горящим углем
и поэтому высыхать быстрее	51
25. Строительный раствор представляет собой смесь песка и гашеной извести (гидроксида кальция).
Когда строительный раствор затвердевает, или схватывает, гидроксид кальция реагирует с диоксидом углерода, который всегда присутствует в небольшом количестве в воздухе.
Запишите уравнение происходящей реакции.
Какие продукты образуются при этой реакции?
281
•' .«poi (III)
•	Карбонат кальция	-> 45
•	Карбонат кальция и вода -> 34
26. Существуют два ряда карбонатов, а именно нормальные карбонаты и кислые карбонаты, или гидрокарбонаты. Химические формулы двух карбонатов кальция таковы:
СаСО3	Са(НСО3)2
I	п
В соединении с формулой I оба атома водорода в молекуле угольной кислоты замещены на кальций. Эта формула соответствует карбонату кальция.
В соединении с формулой II только один из двух атомов водорода в молекуле угольной кислоты замещен кальцием. Эта формула соответствует гидрокарбонату кальция. Заметьте, что в кислых солях угольной кислоты только один из двух атомов водорода замещен атомом металла.
Вы, несомненно, знаете, что угольная кислота диссоциирует в две стадии. На первой стадии образуется отрицательно заряженный гидрокарбонатный ион:
Н2СО3 Н+ + НСОз
Поскольку ион кальция несет два положительных заряда, в гидрокарбонате кальция два гидрокарбонатных иона связаны с одним ионом кальция:
с 2+	НСО3-
с	НСО3-
Вернитесь к рубрике 38.
27. Совершенно верно.
Гидроксид кальция и диоксид углерода реагируют друг с другом, образуя различные продукты в зависимости от относительных количеств каждого из них в начале реакции.
1. При молярном отношении реагентов 1 :1 реакция протекает по уравнению
17
Са(ОН)2 + СО2 -> СаСОэ + Н2О
2. При молярном отношении реагентов 1 :2 реакция протекает по уравнению
Са(ОН)2 + 2СО2 -> Са(НСО3)2
Какие соединения кальция образуются согласно этим двум уравнениям?
Запишите названия полученных соединений и проверьте ответ в рубрике 38.
28. Нет, соли образуются в результате связывания положительно заряженных ионов металла с отрицательно заряженными кислотными остатками.
Приведем несколько примеров солей:
Хлорид натрия NaCl
Нитрат натрия NaNO3
Сульфат калия K2SO4
Карбонат кальция СаСО3
Са(ОН)2 диссоциирует в воде на ионы Са2 + и 2ОН “.
282
Мы уже сталкивались с подобной диссоциацией при обсуждении гидроксидов металлов NaOH и КОН.
Са(ОН)2, конечно, тоже является гидроксидом металла.
Постарайтесь теперь ответить правильно на вопрос, поставленный в рубрике 20.
29.	Неправильно. Перепишите себе в тетрадь следующее определение:
Эквивалентная масса вещества равна его молекулярной массе, деленной на основность этого вещества.
Попробуйте еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 17.
30.	Гидроксид кальция представляет собой основание.
Подобно другим основаниям, гидроксид кальция является щелочным и едким веществом.
Будьте очень осторожны при обращении с гидроксидом кальция!
Гидроксид кальция можно получать из карбоната кальция при помощи двухстадийного процесса.
Завершите теперь следующее предложение:
При обжиге карбоната кальция получается ......,	который может
реагировать с водой, образуя .....
Проверьте ответ в рубрике 17.
31.	Са(НСО3)2 - СаСО3 + Н2О + СО2
17
Записать это уравнение не составляет труда, поскольку все, что требуется сделать в этом случае,-это переписать уравнение образования Са(НСО3)2 из СаСО3 и СО2 в обратном порядке.
Мы уже познакомились с подобным разложением,, когда обсуждали действие тепла на гидрокарбонат натрия:
2NaHCO3 - Na2CO3 + Н2О + СО2
Как можно получить гидрбкарбонат кальция из карбоната кальция и как-затем снова превратить гидрокарбонат кальция в карбонат кальция?
•	Продуванием диоксида углерода через взвесь
карбоната кальция в воде	->	8
•	Нагреванием взвеси карбоната кальция в воде и затем
продуванием через нее диоксида углерода	-+	16
•	Продуванием диоксида углерода через взвесь
карбоната кальция в воде и затем нагреванием	42
32. Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 6.
.33. Совершенно верно. Вода, содержащая примеси солей, называется жесткая вода. Чистая вода, как, например, дождевая вода или дистиллированная вода, называется мягкая вода.
Теперь мы в состоянии обсудить причины жесткости воды.
Жесткость воды обусловлена примесью растворенного в рей гидрокарбоната кальция.
У|.черед (HI)
283
При нагревании такой воды гидрокарбонат кальция начинает разлагаться, как это было описано выше. В результате образуется нерастворимый осадок - хорошо известная всем накипь.
Какой химический состав должна иметь накипь?
•	Она состоит из гидрокарбоната кальция	-♦ 18
•	Она состоит из карбоната кальция	->	9
34.	Совершенно верно. Гидроксид кальция реагирует с диоксидом углерода, содержащимся в воздухе, образуя карбонат кальция и воду.
Вследствие этого строительный раствор затвердевает (схватывает). При затвердевании строительного раствора помимо карбоната кальция образуется также вода:
Са(ОН)2 + СО2 -> СаСО3 + Н2О
Поэтому стены новых строений довольно долгое время остаются ...
Переходите к рубрике 47.
35.	Неправильно. Перепишите себе в тетрадь следующее определение:
Эквивалентная масса вещества равна его молекулярной массе, деленной на основность этого вещества.
Попробуйте еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 17.
36.	При обжиге известняка (карбоната кальция) образуется негашеная известь (оксид кальция):
а)	СаСО3 -♦ СО2 + СаО
При добавлении воды к негашеной извести получается Гашеная известь (гидроксид кальция):
б)	СаО + Н2О -> Са(ОН)2
17
Гашение извести сопровождается выделением большого количества тепла.
Запишите теперь следующее предложение, вставив в него недостающие слова:
Строительный раствор представляет собой смесь ... и ...
Переходите к рубрике 25.
37. Са(ОН)2 + 2НС1 -> СаС12 + 2Н2О
Действие диоксида углерода на гидроксид кальция представляет особый интерес. На основе того, что было сказано ранее о гидроксиде кальция и диоксиде углерода, вы, должно быть, в состоянии решить, какое из трех приведенных ниже утверждений правильное. Чтобы облегчить себе ответ на этот вопрос, начните с записи уравнения реакции гидроксида кальция с диоксидом углерода.
• Гидроксид кальция реагирует с диоксидом углерода единственным способом	-*	18
• Гидроксид кальция может реагировать с диоксидом углерода, образуя два различных продукта реакции в зависимости от относительных количеств реагентов -♦	27
284
Программа 17
Гидроксид кальция вообще не реагирует с диоксидом углерода	—>	21
Не знаю	-»	4
38. Карбонат кальция, гидрокарбонат кальция
Теперь Приведем несколько химических формул и постараемся разобраться в названиях соответствующих соединений.
Н2СО^ СаСО3 Na2CO3 Са(НСО3)2
Перечислите химические названия этих соединений в той же
последовательности, в которой приведены их формулы. Какая
последовательность названий из приведенных ниже является правильной?
• Угольная кислота, известняк, сода, гидрокарбонат
кальция	-*	23
• Угольная кислота, карбонат кальция, карбонат натрия,
карбонат кальция	-»	48
• Угольная кислота, карбонат кальция, гйдрокарбонат
натрия, гидрокарбонат кальция	-»	11
• Угольная кислота, карбонат кальция, карбонат натрия,
гидрокарбонат кальция	-»	19
17
39. Совершенно верно. На этом мы закончим обсуждение химических процессов, протекающих при использовании строительного раствора.
Мы уже упоминали о карбонате магния.
Запишите формулы гидрокарбоната магния и карбоната магния и вычислите молекулярные массы этих соединений. Для этих вычислений вам понадобятся следующие атомные массы (округленно): Mg = 24, О= 16, С= 12, Н = 1.
Какие молекулярные массы вы получили?
Гидрокарбонат магния Карбонат магния
•	85	84	—>	22
•	146	84		53
•	85	108		5
•	146	108	—>	12
•	Получены другие	значения	—>	2
40. Zn + 2НС1 -» ZnCl2 + Н2
В этой реакции происходит выделение водорода.
Таким образом, вам должно быть ясно, что выделение пузырьков газа при действии кислот на какое-либо вещество не является абсолютным доказательством того, что в данном веществе содержится карбонат. Чтобы утверждать это, необходимо убедиться, что выделяющийся газ представляет собой диоксид углерода.
С этой целью образующийся газ пропускают в водный раствор гидроксида бария. Если газ действительно представляет собой СО2, при этом протекает следующая реакция:
Ва(ОН)2 + СО2 ->...+ Н2О
Углерод (III)
285
Какое вещество пропущено в правой части этого уравнения?
•	Ва(НСО3)2	10
•	ВаСО3	-+ 50
•	2ВаСО,	-г 15
41.	Совершенно верно. При этом происходит выделение диоксида углерода.
Все карбонаты разлагаются в присутствии кислот и выделяют диоксид углерода. Дело в том, что угольная кислота является слабой и неустойчивой кислотой и поэтому может легко вытесняться из своих солей менее летучими и более сильными кислотами.
Запишите уравнения, описывающие действие:
1)	соляной кислоты на карбонат кальция,
2)	серной кислоты на карбонат натрия.
Проверьте эти уравнения в рубрике 52.
42.	Совершенно верно. Когда диоксид углерода продувают через взвесь карбоната кальция в воде, получается гидрокарбонат кальция. Реакция протекает по уравнению
СаСО3 + Н2О + СО2 -> Са(НСО3)2
При нагревании полученного гидрокарбоната кальция реакция протекает в обратном направлении
Са(НСО3)2 СаСО3 + Н2О + СО2
Превращение гидрокарбоната кальция в карбонат кальция оказывает большое влияние на свойства воды, используемой для бытовых и промышленных целей. Вы должны помнить, что при обсуждении воды было указано на различие между мягкой и жесткой водой.
Как мы характеризовали воду, содержащую соли, например минеральную или водопроводную воду?
•	Как жесткую воду -> 33
•	Как мягкую воду	14
43.	Проверьте составленное вами уравнение:
СаСО3 + Н2О + СО2 -> Са(НСО3)2
Если нагревать раствор гидрокарбоната кальция, из него будет высвобождаться диоксид углерода и снова образовываться нерастворимый карбонат кальция.
Запишите уравнение этой реакции тоже, а затем проверьте его в рубрике 31.
44. СаСО3 —™ СаО + СО2
Таким образом, негашеная известь (СаО) не что иное, как оксид кальция. Негашеная известь представляет собой белое вещество, которое реагирует с водой и сильно разогревается в этом процессе. Образующийся продукт
286

называется гашеная известь. 'Можете ли вы записать уравнение этой реакции?
СаО НН Н2О -> ...
(Для этого попытайтесь сначала вспомнить реакцию между оксидом натрия Na2O и водой.)
Запишите полное уравнение реакции гашения извести, а затем проверьте его в рубрике 20.
45.	Ваш ответ не вполне правилен. С химической точки зрения реакция гидроксида кальция с диоксидом углерода представляет собой нейтрализацию. Помимо карбоната кальция в ней образуется также вода.
Исправьте составленное вами уравнение и переходите к рубрике 34.
46.	Искомая эквивалентная масса равна 74/2 = 37.
Гидроксид кальция реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид кальция и воду, если нейтрализация является полной.
Са(ОН)2 + НС1 -> СаС12 + Н2О
Это уравнение не имеет еще окончательного вида, так как в нем недостает двух коэффициентов. Завершите теперь это уравнение и затем проверьте результат в рубрике 37.
17
47.	Стены новых строений довольно долгое время остаются влажными.
Причиной этого не является вода, оставшаяся в строительном растворе еще со времени его приготовления, потому что эта вода высыхает сравнительно быстро и обычно до окончания строительных работ.
Как называется процесс' затвердевания строительного раствора?
Переходите к рубрике 24.
48.	Очевидно, вы недостаточно хорошо усвоили различие между карбонатами и гидрокарбонатами.
Поэтому советуем вам особенно внимательно прочесть объяснение, приведенное в рубрике 26.
49.	Существуют карбонаты и гидрокарбонаты.
Угольная кислота является двухосновной кислотой и поэтому диссоциирует в две стадии, описываемые уравнениями
1.	Н2СО3	Н+ + НСОз
2.	НСОз	н+ + соз“
Н2СО3 <=> 2Н+ + СО^“
На первой стадии происходит образование гидрокарбонатных ионов, несущих единичный отрицательный заряд. На второй стадии образуются карбонатные ионы с двумя отрицательными зарядами.
Подобно кальцию, магний тоже образует ионы с двумя положительными зарядами. Эти ионы магния реагируют с карбонатными ионами, образуя карбонат магния (формула I), и с гидрокарбонатными ионами, образуя гидрокарбонат магния (формула II).
MgCO3
Mg(HCO3)2
Вычислите еще раз молекулярные массы соединений, представленных формулами I и II. Необходимые для вычислений атомные массы: Mg = 24, 0=16, С = 12, Н = 1. Проверьте ответ в рубрике 39.
50.	Совершенно верно. А теперь, чтобы повторить пройденный материал, ответьте на следующие вопросы:
1.	Что такое негашеная известь и как ее получают? (Запишите соответствующее уравнение.)
2.	Что такое гашеная известь?
3.	Почему при обращении с гашеной известью следует соблюдать особую осторожность?
4.	Завершите следующие два уравнения:
а) Са(ОН)2 + НС1 -* б) Са(ОН)2 + H2SO4
5.	Запишите химические формулы угольной кислоты, карбоната кальция, гидрокарбоната кальция и гидрокарбоната натрия.
6.	Что должно наблюдаться при продувании СО2 через взвесь мела в воде?
7.	Почему внутри чайника образуется накипь? (Запишите соответствующее уравнение.)
8.	Что называется жесткой и мягкой водой?
9.	Что представляет собой строительный раствор?
10.	Какой процесс происходит при схватывании строительного раствора? (Запишите соответствующее уравнение.)
11.	Почему стены новых строений высыхают быстрее, если в помещении установлены жаровни с медленно горящим углем?
12.	Как можно сделать аналитическую пробу на карбонат? Дайте краткий ответ.
Проверьте ответы на эти вопросы в рубрике 3.
51.	Неправильно. Для схватывания строительного раствора необходим диоксид углерода, как это видно из уравнения'реакции схватывания:
Са(ОН)2 + СО2 - СаСО3 + Н2О
Если поступление диоксида углерода ограниченно, реакция не может протекать достаточно быстро даже при нагревании строительного раствора. При медленном горении угля в открытой жаровне выделяется диоксид углерода, который способствует ускорению процесса схватывания раствора.
Переходите к рубрике 39.
52.	1. СаСО3 + 2НС1 -> СаС12 + Н2О + СО2
2. Na2CO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + Н2О + СО2
Однако на том лишь основании, что из некоторого вещества выделяется газ, еще нельзя сделать вывод о присутствии карбоната. Чтобы исключить возможную ошибку, нужно установить, что выделяющийся газ является диоксидом углерода.
288
Про!! .I'.iM:! I
Мы упоминаем здесь об этом, потому что существует множество различных веществ, которые выделяют газ под действием кислот, хотя они вовсе не являются карбонатами. Из веществ, которые не являются карбонатами, выделяется не СО2, а совершенно другой газ.
Приведем в качестве примера металлический цинк. Если налить соляную кислоту на цинк (символ Zn, двухвалентный металл), то из этой смеси выделяются пузырьки газа. Какой газ образуется при этом? Запишите уравнение происходящей реакции и проверьте его в рубрике 40.
53. Вы совершенно правильно записали формулы и провели по ним вычисления!
MgCO3 Mg(HCO3)2
Перейдем теперь к обсуждению аналитической пробы на карбонаты. Качественное определение карбонатов основано на реакции их
с кислотами. Что наблюдается при такой реакции?
•	Изменение окраски	-»	32
•	Образование	диоксида углерода	-»	41
•	Образование	белого	осадка	-»	13
•	Не знаю	->	6
Я
.Программа 18
’Шическая лимия (1)
1.	После изучения углерода, его оксидов и угольной кислоты мы рассмотрим в данной программе множество других соединений углерода. В соединениях, которые мы будем обсуждать здесь, несколько атомов углерода химически связаны друг с другом. При этом они часто бывают связаны еще с водородом и кислородом. ‘ Число таких соединений чрезвычайно велико-настолько, что ими занимается отдельная область химии, называемая органическая химия.
Эта и следующая программы позволяют заглянуть в удивительный мир органической химии. В части II настоящего учебника проводится значительно более подробное обсуждение органических соединений.
В самых общих словах можно сказать следующее:
Органическая химия-это химия соединений углерода. Лишь несколько простых соединений углерода, а именно оксиды углерода и угольная кислота с ее солями, являются исключением и относятся к неорганическим соединениям.
Соединения, образуемые всеми остальными элементами, принадлежат к области неорганической химии.
Только что мы упомянули некоторые простейшие соединения углерода, которые не принадлежат к области органической химии.
Запишите химические формулы этих соединений. Не забудьте включить в их число натриевые и кальциевые соли угольной кислоты. Запишите также рядом с каждой формулой название соответствующего соединения.
Переходите к чтению рубрики 9.
2.	Возможно, здесь вас сбило с толку краткое обозначение, используемое нами для записи фенильного радикала. Чтобы избежать дальнейшей путаницы, приведем краткие обозначения фенильного радикала и бензола вместе с полной химической формулой каждого из них:
Н. /С.
Заметьте, что у бензола все вершины шестиугольника одинаковы и изображаются так:
Фенильный радикал
II или
19-1073
290
Программа 18
Заметьте, что у фенильного радикала одинаковы только пять из шести
вершин шестиугольника, а в шестой вершине недостает атома водорода. Какова молекулярная масса фенильного радикала?
• Такая же, как у бензола	-»	17
Меньше на 1, чем у бензола	-> 26
Больше на 1, чем у бензола	-» 23
3.	Неправильно. Соединения, перечисленные в этом ответе, включают оксид углерода и пирит, которые принадлежат к неорганическим соединениям.
Прочтите еще раз рубрику 9 и затем попытайтесь правильно ответить на поставленный там вопрос.
4.	Проверьте ответы:
1.	Органической химией называется химия соединений углерода. Исключениями из этого определения являются некоторые простейшие соединения углерода, а именно оксиды углерода и угольная кислота, а также ее соли.
2.	Органические соединения классифицируются на алифатические соединения (т. е. цепные соединения) и ароматические соединения (бензол-и родственные ему соединения).
3.	Углеводороды; они состоят из углерода и водорода.
4.	Метильный, этильный и фенильный радикалы.
5.
н-с-н
"ОН
6.	Этан, ацетилен, метанол и диэтиловый эфир.
7.	Из сахара путем спиртового брожения.
8.	Эфир и бензол очень горючие вещества. При работе с ними и другими органическими растворителями необходимо соблюдать строгие меры предосторожности - в помещении не должно быть открытого пламени.
Метанол - очень ядовитое вещество.
Конец программы 18.
5.	Поясним, как записываются структурные формулы углеводородов. Их запись следует выполнять поэтапно.
Сначала запишем в строку четыре атома углерода
С С С С
Затем соединим их валентными штрихами (черточками) в цепочку С—С—С—С
Далее изобразим вокруг каждого атома углерода недостающие до четырех валентные штрихи
I ‘I I I
—с—С—С—С—
Изображенный здесь структурный скелет углеводородной молекулы
Органическая химия (I)	291
показывает, что каждый концевой атом углерода должен быть связан с тремя атомами водорода, а каждый из двух внутренних атомов углерода должен связываться только с двумя атомами водорода. Значит, к изображенному выще скелету всего должно быть присоединено десять атомов водорода.
Запишите теперь полную структурную формулу рассматриваемого соединения с атомами водорода. Запишите также химическую формулу, соответствующую этой структуре. Проверьте ответ в рубрике 43.
6.	Неправильно. Вероятно, вы ошиблись в вычислениях. Попробуйте ответить на вопрос, поставленный в рубрике 37, еще раз.
7.	Метан имеет структурную формулу
Н
I
Н—С—н
I н
Если все четыре атома водорода в молекуле метана замещены атомами хлора, получается тетфахлорид углерода со структурной формулой
С1
I
С1—С—С1
I
С1
Таким образом, тетрахлорид углерода имеет химическую формулу СС14. Следовательно, молекулярная масса тетрахлорида углерода должна быть равна 1 -12 + 4-35,5 = ....
Вычислите молекулярную массу СС14 и проверьте результат в рубрике 15.
18
8.	Совершенно верно. Рассмотрим теперь свойства этих органических соединений.
Метанол, или метиловый спирт, называемый также древесный спирт, является чрезвычайно ядовитым веществом. Он легко загорается.
Этанол, или этиловый спирт, широко используется дня изготовления спиртных напитков и фактически действует как яд. Это вещество тоже легко загорается.
Этиловый спирт-одно из наиболее давно известных органических соединений. Его получают путем так называемого «спиртового брожения» сахара или крахмала.
Еще один класс органических соединений образуют эфиры. Представление о них можно получить, если вообразить, что в молекуле воды оба атома водорода замещены органическими радикалами. Одним из наиболее часто используемых эфиров является диэтиловый эфир. Это соединение можно представить себе, если мысленно заменить в молекуле воды оба атома водорода на этильные радикалы:
НН НН
Il	II
Н  С  С "О "С'С _ Н или просто С2Н5-О'С2Н5
Н Н	Н Н
19*
Диэтиловый эфир часто называют просто эфир. Он имеет очень низкую точку кипения (приблизительно 35°С) и чрезвычайно горюч. При работе с эфиром ни в коем случае нельзя допускать присутствия пламени в помещении.
Кратко перечислите важнейшие свойства метанола, этанола и эфира.
Затем переходите к чтению рубрики 38.
Проверьте ответы:	
Оксид углерода	СО
Диоксид углерода	со2
Угольная кислота	Н2СО3
Карбонат натрия	Na2CO3
Карбонат кальция	СаСО3
Откуда происходят термины «органическая» и «неорганическая» химия?	
В прошлом считалось, что химические соединения, обнаруживаемые в живой природе, например хлорофилл, сахар, витамины, оливковое масло, крахмал, мочевина, белки или красители, извлеченные из цветов, могут быть синтезированы только в организмах растений и животных. Поэтому эти и другие подобные им вещества были выделены в отдельный раздел -органическую химию.
Простые вещества и химические соединения, которые встречаются в неживой природе, как, например, горные породы, минералы, руды, вода, воздух и металлы, были отнесены к области неорганической химии.
В настоящее время широко известно, что многочисленные органические соединения могут быть синтезированы как в лабораториях, так и в промышленности. Следовательно, нет больше нужды полагаться на растительные или животные источники таких соединений. Более того, химикам удалось синтезировать много таких органических соединений, которые не встречаются в природе. Однако следует отметить, что промышленная органическая химия часто использует сырьевые продукты, полученные из источников растительного или животного происхождения, например нефть или уголь.
Вместе с тем небезынтересно, что в живых организмах встречаются и неорганические вещества. Некоторые из этих соединений, например вода, хлорид натрия, калиевые соли и соляная кислота (желудочный сок), незаменимы для человека, животных и растений.
Какие из следующих веществ принадлежат к органической химии: оливковое масло, оксид углерода, крахмал, желудочный сок, пирит?
•	Оливковое масло, оксид углерода, крахмал и пирит		3
•	Оливковое масло, крахмал, желудочный сок	—►	22
•	Оливковое масло, крахмал, желудочный сок и		
	оксид углерода	—>	29
•	Оливковое масло и крахмал	—►	40
•	Крахмал, желудочный сок и оксид углерода	—>	18
10.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
11.	Ваш ответ неправилен, потому что вы работаете недостаточно внимательно.
Прочтите еще раз рубрику 1.
12.	Неправильно. Посмотрите еще раз внимательно на структурную формулу углеродного скелета бензола, изображенную в рубрике 35. Подсчитайте число валентных связей, образуемых каждым из шести атомов углерода в этой структурной формуле. Вы убедитесь, что число таких связей не равно четырем. Но, поскольку валентность углерода в органических соединениях всегда равна четырем, шесть атомов углерода, образующих кольцо, мстут присоединять к себе еще атомы водорода.
Структурная формула углеродного скелета бензола приведена в рубрике 35.
13.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 2.
-------------------------------------------------------|----
14.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 45.
15.	Правильно, молекулярная масса СС14 равна 154. На этом заканчивается прохождение данной программы. Для повторения пройденного попытайтесь ответить на следующие вопросы:
1.	Что понимается под органической химией?
2.	Как классифицируются органические соединения?
3.	Как называются простейшие органические соединения и из каких химических элементов они состоят?	'
4.	Как называются одновалентные радикалы, образующиеся из метана, этана и бензола?
5.	Изобразите структурные формулы каждого из следующих соединений: метан, бензол, этанол, фенол, этилен.
6.	Назовите следующие органические соединения: НН I I
Н-С-С-Н Н-С^С-Н СН3ОН С2Н5-О-С2Н5 н н
7.	Из какого вещества и при помощи какого процесс^ получают спирт?
8.	Какие предосторожности необходимо соблюдать при работе с эфиром, бензолом и метанолом?
Проверьте ответы в рубрике 4.
16.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрик^ 5.
17.	Неправильно. Молекулярная масса бензола не совпадает с молекулярной массой фенильного радикала!
Еще раз внимательно посмотрите на их формулы, приведенные
в рубрике 2.
294
Программа 18
I
18.	Неправильно. Соединения, перечисленные в этом ответе, включают оксид углерода СО, который, как было сказано выше, принадлежит к неорганическим соединениям. Кроме того, они включают желудочный сок, который, хотя и обнаруживается в живых организмах, в действительности относится к неорганическим соединениям.
Прочтите еще раз рубрику 9 и попытайтесь правильно ответить на поставленный там вопрос.
19.	Совершенно верно. Запишите теперь полную структурную формулу бензола и проверьте ответ в рубрике 30.
Если вы затрудняетесь это сделать, вернитесь к рубрике 35.
20.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 2.
21.	По-видимому, вы ошиблись в вычислениях. Бензол имеет химическую формулу С6Нб.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 30.
22.	Неправильно. Хотя перечисленный среди прочего в этом ответе желудочный сок действительно встречается в живых организмах, на самом деле он относится к неорганическим соединениям.
Прочтите еще раз рубрику 9 и постарайтесь правильно ответить на поставленный там вопрос.
18
23.	Неправильно. Фенильный радикал получается из бензола в результате удаления одного из его атомов водорода!
Прочтите еще раз рубрику 2.
24.	Неправильно. Давайте посмотрим, сколько неиспользованных валентных возможностей останется у каждого из двух (четырехвалентных!) атомов углерода, после того как они образуют между собой двойную связь
С=С
Очевидно, у каждого атома углерода остается по две неиспользованные валентные возможности, что можно изобразить следующим образом-.
II	'
I I
Запишите теперь полную структурную формулу этого углеводорода, включив в нее необходимое число атомов водорода, и переходите к чтению рубрики 35.
25.
Проверьте записанные вами структурные формулы
Н	НН	Н Н Н
н-с-н н-с-с-н н-с-с-с-н
1	II	III
н	НН	н н н
метан	этан	пропан
Органическая химия (I)
295
Общее название этих соединений углеводороды.
Если изображать структурные формулы органических соединений как можно более симметричными, то при этом становятся намного нагляднее структуры их молекул. Такие формулы действительно могут быть записаны различными способами; например, структурную формулу метана можно записать так:
„нх	Н ¥ Н НН
НЛ	V/	\ /
, 'С или С	или С
н / I
В свою очередь структурная формула пропана выглядит так:
К Н
Н н-сх \(-Н н н
Хотя последние две структурные формулы записаны правильно в том смысле, что все атомы углерода в них четырехвалентны, глядя на них, нелегко мысленно представить себе истинную структуру каждой молекулы. По этой причине все структурные формулы обычно записывают наиболее симметричными, как только возможно для каждой конкретной структуры. Это облегчает их запись и делает более наглядной каждую структуру*. Однако не следует забывать, что все такие формулы являются лишь схематическими изображениями атомов и связей между ними. В действительности все атомы и молекулы трехмерны и поэтому не могут быть реально изображены на двумерном рисунке.
Нарисуйте цепочку из четырех атомов углерода, связанных между собой. Сколько атомов водорода должно быть присоединено к такой цепочке, чтобы структурная формула соединения стала полной?
8 атомов
-> 10
10 атомов	->	43
18
9 атомов	16
12 атомов	33
26. Совершенно верно. Мы уже указывали, что органические соединения всегда содержат углерод и водород, хотя в них может входить еще целый ряд других элементов, таких, как кислород, хлор, сера или азот.
Примерами органических соединений, содержащих кислород, являются спирты и фенолы.
Представление о спиртах можно получить, если мысленно заменить в молекуле воды один из атомов водорода на алифатический радикал, например метильный радикал. (В действительности спирты получают совсем не таким способом!)
н-о-н	сн3-о-н
вода	метанол, или
метиловый спирт
* Для сложных органических соединений более ясное представление о структуре дают не полностью развернутые, а сокращенные структурные формулы. Например, этан: Н3С—СН3, пропан: СН3—СН,—СН3.-Прим. ред.
Программа i8
Представление о фенолах можно получить, если мысленно заменить в молекуле воды один из атомов водорода на ароматический радикал, например фенильный радикал.
Н-О-Н
6°да	фенол
Запишите названия и формулы двух новых соединений. Изобразите также структурную формулу этанола (этилового спирта). После этого вам нетрудно будет вычислить молекулярную массу этанола. Необходимые для вычисления атомные массы: С = 12, 0 = 16, Н = 1.
Какова молекулярная масса этанола?
•	32	->	14
•	46	->	8
•	47	->34
27.	Неправильно. Еще раз внимательно посмотрите на последнюю структурную формулу, изображенную в рубрике 35. Подсчитайте число валентных связей, образуемых каждым из атомов углерода в этой структурной формуле. Вы сразу же убедитесь, что это число не равно четырем! А поскольку углерод в органических соединениях всегда имеет валентность, равную четырем, к шести атомам углерода, образующим кольцо, должны быть присоединены атомы водорода.
Структурная формула углеродного скелета бензола приведена в рубрике 35.
28.	Вы ошиблись в вычислениях или не учли, что четырехвалентный атом углерода должен соединяться с четырьмя одновалентными атомами водорода.
Постарайтесь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 40.
29.	Неправильно. Давайте разберемся, действительно ли соединения, перечисленные в этом ответе, принадлежат к органическим, или, возможно, некоторые из них относятся к неорганическим соединениям.
Оливковое масло было правильно названо среди органических соединений. Оно состоит из соединений углерода со сложной структурой. То же самое можно сказать и о крахмале.
Другие перечисленные соединения (оксид углерода и желудочный сок) принадлежат к неорганическим.
Мы уже обсуждали желудочный сок. С химической точки зрения желудочный сок-это просто соляная кислота* НО. Ясно, что это соединение должно быть предметом изучения в неорганической химии. Оно является примером неорганического соединения, обнаруживаемого в живом организме. Некоторые неорганические соединения являются даже жизненно необходимыми для человека, животных и растений. Примерами таких соединений могут служить вода, хлорид натрия и соли калия.
* Кроме соляной кислоты желудочный сок содержит сложные органические вещества-ферменты, обеспечивающие переваривание пищи.-Прил«. ред.
Органическая
К какой области химии принадлежат угольная кислота и карбонат калия?
К неорганической химии	-> 40
К органической химии	-»	11
30.	Полная структурная формула бензола имеет вид Н
Н	Н
н у н н
На практике часто пользуются упрощенным вариантом этой формулы, представляющим собой шестиугольник с чередующимися простыми и двойными связями:
При использовании такой символической записи предполагается, что каждая вершина шестиугольника изображает один атом углерода с присоединенным к нему одним атомом водорода.
Запомните такое условное изображение бензола.
Какую молекулярную массу имеет бензол? Необходимые для вычисления атомные массы: С = 12, Н = 1.
•	72	->	49
•	78	—>	42
•	82	->	21
•	74	->	54
31.	Нет. На основании приведенных выше структурных формул должно быть совсем нетрудно записать правильные химические формулы. Ведь для этого нужно всего лишь подсчитать входящие в них атомы каждого элемента!
Прочтите еще раз внимательно рубрику 50.
32.	Вы ошиблись в вычислениях или не учли, что четырехвалентный атом углерода должен соединяться с четырьмя одновалентными атомами водорода.
Постарайтесь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 40.
33.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
34.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 45.
35. Совершенно верно. Полная структурная формула простейшего углеводорода, имеющего двойную связь между атомами углерода, выглядит так:
н\
С=С^ ьг хн
298
Программа 18
Соединение с такой формулой называется этилен, или этен.
Наконец, атомы углерода способны еще соединяться друг с другом тройными связями. Простейшим примером может служить молекула ацетилена, имеющая структурную формулу
н-с=с-н
Заметим, что и в этом случае углерод остается четырехвалентным.
Запишите структурные формулы, химические формулы и названия двух упомянутых выше углеводородов.
Углеводороды, содержащие двойные либо тройные связи, называются ненасыщенные углеводороды.	'
В органической химии различают два больших класса соединений:
1.	Алифатические соединения-цепные углеводородные соединения.
2.	Ароматические соединения*-бензол и родственные ему соединения.
Запомните названия этих двух классов углеводородов.
Бензол -это углеводород, в котором атомы углерода связаны друг с другом в замкнутое кольцо. Шесть атомов углерода связаны друг с другом попеременно простыми и двойными связями (всего в молекуле бензола три простые и три двойные связи между атомами углерода)
18
Хотя Такое изображение бензола, строго говоря, не вполне правильно, в части II нашего учебника будет дано объяснение, почему этой формулой бензола можно пользоваться на практике.
Как и во всех рассмотренных выше углеводородах, в молекуле бензола атомы углерода тоже четырехвалентны. Сколько же атомов водорода должно быть присоединено к изображенному выше углеродному скелету, чтобы структурная формула бензола стала полной?
•	12	-> 12
•	6	>19
•	3	->27
36. По-видимому, вы перепутали этан и пропан. Прочтите еще раз рубрику 50.
37. Все органические соединения, которые мы обсуждали до сих пор, довольно горючие. Вообще говоря, существует лишь очень небольшое число органических соединений, не обладающих горючестью. К ним относятся главным образом соединения, содержащие хлор, например метиленхлорид, хлороформ и тетрахлорид углерода (четыреххлористый углерод). Такие хлорсодержащие органические соединения часто используются в качестве растворителей в лабораторной практике и в промышленности.
Тетрахлорид углерода можно рассматривать как продукт замещения всех четырех атомов водорода в метане на атомы хлора. Изобразите структурную формулу тетрахлорида углерода.
* Ароматические соединения-важнейший вид циклических соединений, характерный признак которых-присутствие в молекуле кольца из атомов углерода- Прим. ред.
Органическая химия (I)	299
Какую молекулярную массу имеет тетрахлорид углерода? Необходимые для вычисления атомные массы: С= 12, С1 = 35,5.
•	117,5	-->44
•	154	->	15
•	155	->	48
•	Получен совсем иной результат	-->	6
38.	Метанол:	очень ядовит, горюч.
Этанол:	опасен для человека, горюч, получают
путем спиртового брожения.
Эфир:	низкая точка кипения, чрезвычайно горюч, при работе
с эфиром недопустимо присутствие открытого пламени в помещении.	1
Совпадает ли ваш ответ по смыслу с приведенным выше? Если нет, перепишите в свою тетрадь приведенный выше правильный вариант и постарайтесь запомнить указанные в нем характеристики обсуждавшихся соединений.
Если вы внимательно ознакомились со структурной формулой диэтилового эфира, то легко сможете записать ее. Сделайте это, а затем проверьте вашу формулу в рубрике 46.
39.	Алифатические соединения и ароматические соединения.
Продолжим теперь наше обсуждение. Если из формулы метана исключить один атом водорода, получится одновалентная группа атомов. Эта группа называется метильный радикал и имеет структурную формулу
Н
-(2-н (химическая । формула-.-СНА
Н
Аналогичным образом, исключая в каждом случае один атом водорода, можно получить этильный радикал из этана и фенильный радикал из бензола
18
Н Н.
I I (химическая
-С-С-Н формула-.
н н -Сг*<5>
(химическая формула-.
- с6н5)
Перепишите себе в тетрадь эти три формулы и названия соответствующих радикалов.
Какую молекулярную массу имеет каждый из этих радикалов? Необходимые для вычислений атомные массы: С= 12, Н = 1.
	Метил	Этил	Фенил
•	16	30	78	- 53
•	15	77	29	-> 47
•	15	29	77	-> 26
ЛОО
•	15	29	78
•	15	29	65
- 20
-> 13
40.	Совершенно верно. Органическая химия-чрезвычайно большая область. Число известных к настоящему времени органических соединений превышает пять миллионов. По сравнению с этим неорганическая химия насчитывает «всего» 400 000 соединений!
В органических соединениях углерод всегда четырехвалентен.
Простейшие органические соединения содержат только углерод и водород. Такие соединения называются углеводороды.
Простейшим углеводородом является легкогорючий газ метан. Его молекула состоит из одного атома углерода, связанного с четырьмя атомами водорода.
Запишите химическую формулу метана и затем вычислите молекулярную массу этого соединения. Необходимые для вычисления атомные массы: С = 12, Н = 1.
Какова молекулярная масса метана?
•	14	->	55
•	15	->	28
•	16	-»	50
•	17	->	32
41.	Совершенно верно. Мы уже обсудили три простейших органических соединения-метан, этан и пропан.
Запишите теперь структурную формулу каждого из этих соединений, указав также его название. Каково общее название этих соединений?
Проверьте ответ в рубрике 25.

42.	Молекулярная масса бензола равна 78.
А теперь кратко повторим пройденный материал.
Завершите следующие предложения, вставив в них недостающие слова либо формулы:
1.	Простейшие органические соединения состоят из ... и ....
2.	Простейшие органические соединения называются ....
3.	Соединение СН4 называется ....
Соединение С2Н6 называется ....
СоединениеЦ^^]называется ....
4.	Этилен, или этен, имеет структурную формулу ....
Ацетилен имеет структурную формулу ....
Проверьте ответы в рубрике 52.
43.	Совершенно верно. Полная структурная формула углеводорода, имеющего четыре атома углерода, выглядит так:
Й Н н Н
I I I I
Н-С—С—С-С—И (химическая 1111	формула: САНю)
Сокращенная структурная формула: СН3—СН2—СН2—СН3.
В молекулах углеводородов атомы углерода не обязательно должны соединяться друг с другом простыми (одинарными) связями, чтобы образовывать более или менее длинные цепочки. Между двумя атомами углерода может возникать и двойная связь. Такая связь между двумя атомами углерода изображается следующим образом:
С=С
Сколько атомов водорода должно быть присоединено к такой группе из двух атомов углерода? (Напомним, что каждый атом углерода может образовывать четыре связи.) •	2	атома	-»	24
•	4	атома	->	35
•	6	атомов	-»	51
44.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7.
45.	Подобно тому как в результате замены одного из атомов водорода в молекуле воды на метильный радикал получается метанол (или метиловый спирт)
Н-С-О-Н или
СН3-О-Н
замещение водорода на этильный радикал приводит к образованию этанола (или этилового спирта).
Этильный радикал получается из молекулы этана. Последний имеет структурную формулу
I I н-с-с-н I I н н
Удаляя из молекулы этана один атом водорода, мы получаем этильный радикал
Теперь нетрудно представить, что этиловый спирт имеет структурную формулу
н н I I
н-с-с-он I I н н
Чтобы лучше усвоить этот материал, рекомендуем вам еще раз внимательно прочесть рубрику 26.
302
Программа 18
46.	Н Н
I I
Н—С—О—С—Н или проста СН3-О-СН3
Н Н
Правильно ли вы записали эту формулу? Если да, переходите к чтению рубрики 37.
Если же ваша формула оказалась неправильной, вернитесь к рубрике 8.
47.	Неправильно. Этильный радикал не может иметь молекулярную массу больше, чем у фенильного радикала.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 39.
48.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7.
49.	Неправильно. Очевидно, вы приняли во внимание только атомные массы шести атомов С. Однако бензол имеет химическую формулу С6Н6.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 30.
18
50.	Совершенно верно. Метан имеет химическую формулу СН4. Его структурная формула выглядит так:
Н
I.
н-с-н
I н
Углерод обладает одним весьма специфическим свойством.
Атомы углерода могут связываться друг с другом, образуя соединения с цепной структурой.
Углеводородное соединение, содержащее два связанных между собой атома углерода, имеет структурную формулу
Н Н I I н-с-с-н I I н н
Это соединение называется этан. Заметим, что и в этане каждый атом углерода имеет валентность, равную четырем.
Когда три атома углерода связываются в цепочку, получается молекула пропана. Он имеет структурную формулу
Н Н Н III н-с-с-с-н
Т I I н н н
	Какие химические формулы имеют этан и пропан?		
	Этан	Пропан	
•	С3Н8	с2н6	36
•	С2Н6	с3н8	41
•	С2Н4	С3Н6	31
Органическая химия (1)
ЗОЛ
51.	Неправильно. Давайте посмотрим, сколько неиспользованных валентных возможностей остается у каждого из двух (четырехвалентных!) атомов углерода, после того как они образуют между собой двойную связь
С=С
Очевидно, у каждого атома углерода остается по две неиспользованные валентные возможности, что можно изобразить следующим образом:
\ /
С = С /
Запишите теперь полную структурную формулу этого углеводорода, включив в нее необходимое число атомов водорода, и переходите к чтению рубрики 35.
52.	1. Простейшие органические соединения состоят из углерода и водорода.
2.	Простейшие органическиё соединения называются углеводороды.
3.	Соединение СН4 называется метан.
Соединение С2Н6 называется этан.
Соединение называется бензол.
4.	Этилен, или этен, имеет структурную формулу
Н Н
Н ' н
Ацетилен имеет структурную формулу
H-CsC-H
Органические соединения подразделяются на два больших класса-... соединения (цепные соединения) и ... соединения (бензол и родственные соединения).
Завершите это предложение, вставив в него пропущенные слова, и переходите затем к рубрике 39.
53.	Неправильно. Вам следовало вычислить молекулярные массы не метана, этана и бензола, а метильного, этильного и фенильного радикалов. Формулы метильного, этильного и фенильного радикалов могут быть получены соответственно из формул метана, этана и бензола, если в каждой из них исключить по одному атому водорода.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 39.
54.	Очевидно, вы ошиблись в вычислениях. Бензол имеет химическую формулу с6н6.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 30.
55.	Вы ошиблись в вычислениях или не учли, что четырехвалентный атом углерода должен соединяться с четырьмя одновалентными атомами водорода.
Постарайтесь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 40.
фо.грамма

1.	Начнем с краткого повторения того, что было изложено в предыдущей программе.
Органическая химия-это химия соединений углерода. Лишь несколько простейших соединений углерода, а именно оксиды углерода, угольная кислота и ее соли, являются исключениями и относятся к неорганическим соединениям. Неорганическая химия изучает все остальные элементы и их соединения.
Органическая химия подразделяется на химию алифатических соединений (цепных соединений) и химию ароматических соединений* (бензола и родственных ему соединений). Простейшие органические соединения-углеводороды-состоят из элементов углерода и водорода.
До сих пор мы познакомились с метаном (СН4), этаном (С2Н6), пропаном (С3Н8), этиленом (С2Н4), ацетиленом (С2Н2) и бензолом (С6Н6).
Теряя один атом водорода, углеводороды превращаются в соответствующие одновалентные радикалы. При этом из метана получается метильный радикал, из этана - этильный радикал, а из бензола-фенильный радикал.
Если один из атомов водорода в молекуле воды заместить алифатическим радикалом, получится формула спирта. Фенолы тоже можно представить себе' как результат замещения в молекуле воды атома водорода, только в этом случае на ароматический радикал. В качестве примеров приведем метанол (СН3ОН), этанол (С2Н5ОН) и фенол (С6Н5ОН).
Если в молекуле воды оба атома водорода замещены органическими радикалами, получаются эфиры. Важным примером является диэтиловый эфир (С2Н5—О—С2Н5).
Я Большинство органических соединений являются легкогорючими веществами. В этом отношении особенно опасен диэтиловый эфир. При работе с диэтиловым эфиром необходимо соблюдать большую осторожность-в помещении не должно быть открытого пламени!
Фенол и родственные соединения очень едкие.
Во всех органических соединениях углерод четырехвалентен.
Запишите теперь структурные формулы всех соединений, названия которых в этой рубрике набраны курсивом. Это сделать нетрудно, поскольку в каждом случае указана химическая формула соединения.
Затем переходите к чтению рубрики 20.
2.	Верно, растворители бензол, метанол, этанол и эфир являются легковоспламеняющимися веществами. Запомните, что бензол и эфир особенно опасны в этом отношении.
В завершение программы зададим несколько вопросов, на которые следует дать ответ в письменном виде.
1.	Запишите название, химическую и структурную формулы для какого-либо алифатического и какого-либо ароматического аминов.
2.	Кислую, основную или нейтральную реакцию обнаруживают амины?
* См. примечание на с. 298-Прим. ред.
ф:	'505
3.	Запишите структурную формулу уксусной кислоты и укажите, как называются ее соли.
4.	Как образуются сложные эфиры?
5.	Назовите один из процессов получения спирта (запишите соответствующее уравнение).
6.	Как называются два типа сырья, имеющего важное значение для органической химии?
7.	Назовите четыре продукта, образующиеся в процессе превращения каменного угля в кокс.
8.	Как называются три основные типа пищевых продуктов, необходимых для питания человека?
Проверьте ответы в рубрике 36.
3.	Совершенно верно. Поскольку все живые организмы в процессе дыхания используют кислород и выделяют диоксид углерода, атмосфера должна была бы постепенно обедняться кислородом и обогащаться диоксидом углерода. Однако равновесие поддерживается благодаря процессу фотосинтеза.
В присутствии источника света растения поглощают диоксид углерода из воздуха. В этом процессе они усваивают углерод из диоксида углерода и выделяют кислород. Углерод используется растениями для синтеза различных углеводов. Весь этот процесс называется фотосинтез.
Завершите теперь следующие предложения:
В процессе дыхания живые организмы поглощают ... и образуют ..., а в процессе фотосинтеза растения используют ... и образуют ....
Продолжайте чтение с рубрики 10.
4.	Совершенно верно. Уксусная кислота имеет структурную формулу
V ,Р н-с-с Л чо-н
В молекуле уксусной кислоты четыре атома водорода. Однако при диссоциации уксусной кислоты в водном растворе отщепляется только один из этих четырех атомов, образуя положительно заряженный ион водорода. Этот атом водорода присоединен к атому кислорода.
Уксусная кислота является одноосновной органической кислотой.
Три атома водорода, присоединенные к атому углерода, не отщепляются при диссоциации уксусной кислоты. Если бы они могли отщепляться при диссоциации, то метан, этан, бензол и другие углеводороды тоже были бы кислотами.
Мы только что упоминали об аминах и указывали, что они реагируют как основания.
Запишите теперь структурные и химические формулы двух указанных выше аминов и уксусной кислоты. Рядом с формулами укажите названия соединений.
Проверьте правильность записанных вами формул в рубрике 34.
19
5.	Алифатическими соединениями называются такие органические соединения, которые имеют цепную структуру. В качестве примеров можно назвать метан, этан, пропан и метанол. Ароматическими соединениями называются такие органические соединения, которые содержат бензольное кольцо.
20-1073
306
Программа 19
Исходя из этих определений, к какому классу соединений вы отнесете этанол и фенол?
•	Оба соединения ароматические	-> 17
•	Оба соединения алифатические	-» 12
•	Этанол-алифатическое соединение,
а фенол - ароматическое	->	44
6. СН5СООСН3, метиловый эфир уксусной кислоты.
Теперь мы перейдем к совершенно новой теме при изучении органической химии, а именно к наиболее распространенным источникам органического сырья. Оно играет чрезвычайно важную роль в промышленном производстве органических соединений.
Наиболее важным сырьем для производства органических соединений являются нефть и уголь.
Нефть состоит главным образом из углеводородов, содержащих более четырех атомов* углерода.
Нефть можно разделить на различные фракции путем перегонки. Например, таким способом получают бензин (температура кипения около 100°С) и дизельное масло (температура кипения около 200°С).
Нефть можно перерабатывать также при помощи так называемого крекинг-процесса. В этом процессе нефть пропускают над катализаторами, нагретыми до очень высокой температуры. Продуктами крекинг-процесса являются низкокипящие углеводороды - метан, этан, этилен и другие.
Перескажите, пользуясь введенными здесь специальными терминами, сведения, изложенные в этой рубрике. Запишите ответ и проверьте его в рубрике 19.
19
7, Совершенно верно. Метиламин является алифатическим соединением, тогда как анилин является ароматическим соединением.
Некоторые амины реагируют как сильные основания. Поэтому при работе с аминами следует соблюдать такие же предосторожности, как при обращении с гидроксидами натрия или калия. Прежде всего необходимо надеть защитные очки. Пренебрежение этим простым требованием может привести к серьезным неприятностям.
Среди органических соединений встречаются также и кислоты-это так называемые карбоновые кислоты. Простейшей и широко используемой органической кислотой является уксусная кислота. Ее структурная формула имеет вид
V гР н-с-с
н
Уксусная кислота в виде разбавленного раствора часто используется в быту. Концентрированная уксусная кислота-очень едкое вещество.
К какому типу кислот принадлежит уксусная кислота?
•	Она	является	одноосновной кислотой	-»	4
•	Она	является	трехосновной кислотой	->	14
•	Она	является	четырехосновной кислотой	->	18
•	Не знаю	->	22
Органическая >:имич ((!)
.«‘7
8.	СН3СООН + нос,н, - сн,соос,н5 + н,о
Продуктами реакции между уксусной кислотой и этанолом являются этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты) и вода.
Как называется сложный эфир, образующийся при реакции между уксусной кислотой и метанолом?
Запишите ответ и проверьте его в рубрике 24.
9.	Неправильно. Посмотрите внимательно на каждую из следующих формул, а затем перепишите их в свою тетрадь.
н 1	н н
н-с-н или СН4	1	1 Н-С-С-Н или С2Н6
н	н н
метан	этан
Н ।	н н
Н-С- или -СН3 1	1	1 Н-С-С- или -C,HS it	*
1 Н	1 1 н н
метильная группа	этильная группа
Н Н
н
I
Н -С- ОН или СН3-ОН
Н метанол, или метиловый спирт
Н-С-С-ОН или C2HS-OH 'II
И н
этанол, или этиловый спирт
При добавлении воды к этилену получается этанол. Переходите к чтению рубрики 15.
10.	В процессе дыхания живые организмы поглощают кислород и образуют диоксид углерода, а в процессе фотосинтеза растения используют диоксид углерода и выделяют кислород.
Теперь кратко повторим пройденный материал.
Завершите следующие предложения:
Органическая химия-это химия соединений ..., исключением являются оксиды углерода, угольная кислота и ее соли.
Неорганическая химия-это химия всех остальных элементов и их соединений.
Валентность углерода в органических соединениях всегда равна .... Атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя цепи и кольца. Атомы углерода могут соединяться друг с другом простыми, двойными и тройными связями.
Простейшими органическими соединениями являются .... Из этих веществ можно получать спирты, фенолы, эфиры, амины и карбоновые кислоты.
Переходите к чтению рубрики 31.
20*
308
Программа 19
11.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
12. Неправильно. Этан СН3—СН3 и пропан СН3—СН2—СН3 являются
примерами алифатических соединений.
Все ароматические соединения содержат бензольное кольцо
Формула этанола СН3—СН2—ОН.
ОН
Вернитесь к рубрике 5.
13.	Соли уксусной кислоты называются ацетаты. Ацетат натрия представляет собой натриевую соль уксусной кислоты. Он имеет формулу CH3COONa.
В воде он диссоциирует на отрицательно заряженный ацетатный ион и положительно заряженный ион натрия:
СН3СОО“ + Na+
Таким образом, ацетатный ион представляет собой отрицательный однозарядный кислотный остаток. Запишите теперь химические формулы ацетатов калия и кальция.
Проверьте ответ в рубрике 21.
14.	Неправильно. По-видимому, этот вопрос труден для вас. За разъяснениями обратитесь в рубрику 27.
19]
15. Совершенно верно. Реакция воды с этиленом широко используется в химической промышленности для многотоннажного синтеза этанола* *.
Другой важный процесс синтеза этанола (этилового спирта) основан на использовании процесса спиртового брожения.
Вы, несомненно, помните, какое исходное вещество используется для получения спирта путем спиртового брожения. Какое это вещество?
• Белок ->	32
Сахар Жир
- 26
- 28
16. Вы работаете невнимательно. Прочтите еще раз рубрику 26.
17. Неправильно. Этан и пропан являются примерами алифатических соединений.
Все ароматические соединения содержат бензольное кольцо [ I]
* Впервые эту реакцию открыл А. М. Бутлеров и еще тогда указал, что если бы был открыт источник этилена, то этилен послужил бы исходным веществом для получения синтетического спирта-Прим. ред.
Органическая химия (II)
309
Формула этанола СН3—СН2—ОН.
Формула фенола
Вернитесь к рубрике 5.
18.	Неправильно. По-видимому, этот вопрос труден для вас. За разъяснениями обратитесь в рубрику 27.
19.	Проверьте ответ:
Сырьем для получения органических соединений служат нефть и уголь.
Нефть состоит из углеводородов. При помощи перегонки из нее получают бензин и дизельное масло. Нефть можно перерабатывать и при помощи крекинг-процесса, который проводится со специальными катализаторами и при высоких температурах. Продуктами крекинг-процесса являются метан, этан, этилен и другие вещества.
Если ваш ответ оказался неполным, перепишите в свою тетрадь приведенный выше текст, который набран курсивом.
Продукты крекинг-процесса могут быть превращены последующими химическими реакциями во множество других ценных химических продуктов. Познакомимся с одним примером.
Если этилен реагирует с водой в присутствии катализаторов при высоких температурах, происходит следующая реакция:
ОС + Н-О-Н -* Н-С-С-ОН
II	II
НН	НН
Перепишите в свою тетрадь это уравнение. Какой продукт образуется в этой реакции? •	Метанол	->	9
•	Этанол	->	15
•	Фенол	-+	25
•	Уксусная кислота	-»	30
20.	Проверьте ответы и, если необходимо, исправьте ошибки:
Н
Н-С-Н I
Н метан
Н Н
I I н-с-с-н
I I н н этан
н н н
I I I н-с-с-с-н I I I Н Н Н
или
сн3-сн2-сн3
пропан
310
Программа 19
\	/Н
zC = Cx Н	Н
этилен
н-ос-н
ацетилен
Н с НСр'-СН нс^сн н бензол
н • н-с-о-н
I н метанол
или
н н
I I
Н-С-(р-О-Н или
Н Н этанол
СН3-СН2ОН
н н н н
II II
Н-С-С-О-С-С-Н или СН3-СН2-О-СН2-СН3
НН НН
диэтиловый эфир
Еще один важный класс веществ в органической химии составляют амины. Их можно представить себе как результат замещения одного или нескольких атомов водорода в простейшем соединении азота с водородом-аммиаке (NH3)-op2nHW4ecKUAtu радикалами.
Приведем примеры простейших аминов:
1. Метиламин
Н
I
H-C-NH2 или CH3-NH2
Н
2. Фениламин, который обычно называют анилин
C6H5-NH2
К какому классу органических веществ принадлежит каждый из указанных выше аминов?
Органическая химия (II)
3! 1
Первый является алифатическим соединением, а второй - ароматически м Оба соединения ароматические Оба соединения алифатические
7
-> 11
29
21. Проверьте ответ:
Ацетат калия. СН3СООК
Ацетат кальция: (СН3СОО)2Са
Карбоновые кислоты реагируют со спиртами, образуя сложные эфиры.
В этом процессе происходит отщепление одной молекулы воды от одной молекулы кислоты и одной молекулы спирта. Типичной является реакция между уксусной кислотой и этанолом:
У ,0
Н Н н1о-с-с-н —'	I I
н н
Запишите уравнение этой реакции, формулами:
н-с-с:
I НН
Н-С-С^ | у + н2о
1 ю-с-с-н н	I I
н н
пользуясь обычными химическими
сн3соон +
Проверьте ответ' в рубрике 8.
22. Очень хорошо, что вы не стали отвечать наугад, а признали, что не знаете ответа. Ведь заданный вопрос на самом деле не так уж прост.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 27.
23. Неправильно. Внимательно рассмотрев рисунок, помещенный в рубрике 33,
вы сможете получить правильный ответ. Прочтите еще раз рубрику 33.
24. Сложный эфир, образующийся при реакции между уксусной кислотой и метанолом, называется
метиловый эфир уксусной кислоты, или метилацетит
Запишите формулу метилацетата.
Проверьте ответ в рубрике 6.
25. Неправильно. Фенол получается из бензола в результате замещения одного из его атомов водорода на группу ОН
бензол
ООН
фенол
Теперь приведем еще раз уравнение реакции между этиленом и водой:
С = С + Н2О -* н-с-с-он II	II
НН	НН
.4 2
Какой продукт образуется в этой реакции?
•	Метанол	->	9
•	Этанол	-»	15
•	Уксусная	кислота	-»	30
26.	Совершенно верно. Этанол получают в процессе спиртового брожения сахара.
Важным сырьевым источником для получения органических соединений является не только нефть, но и уголь. Существуют четыре основных типа угля: торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит
Эти различные типы угля образовались из растений в процессе медленного превращения, которое продолжалось десятки тысяч лет. Обширные леса, покрывавшие землю в доисторические времена и поваленные сильными землетрясениями, обнаруживаются в наше время в виде залежей угля.
При разложении растений прежде всего образуется торф. Торф содержит довольно большое количество влаги и может использоваться в качестве топлива
только после предварительного высушивания.
Бурый уголь гораздо богаче углеродом. Его можно использовать в качестве топлива после частичного удаления влаги. Из бурого угля изготавливают брикеты, которые затем подвергаются сушке.
Каменный уголь содержит очень мало влаги и состоит главным образом из углерода-он содержит до 90% углерода. Это очень ценный тип угля.
Запишите названия трех обсуждавшихся выше типов угля и укажите их основные свойства, пользуясь введенными терминами. Укажите содержание углерода, содержание влаги и возможность использования каждого типа угля в качестве горючего.
Как изменяется содержание углерода при переходе от каменного угля к бурому углю и затем к торфу?
Содержание углерода возрастает	-> 43
Содержание углерода не изменяется Содержание углерода уменьшается
->	16
-> 33
27.	Уксусная кислота имеет структурную формулу
н
I н-с-с-о-н
I \\
н о
В молекуле уксусной кислоты четыре атома водорода. Однако только один из этих четырех атомов водорода отщепляется при диссоциации уксусной кислоты в водном растворе, образуя положительно заряженный ион водорода. Этот атом водорода присоединен к атому кислорода.
Уксусная кислота является одноосновной органической кислотой.
Три атома водорода, присоединенные к атому углерода, не отщепляются при диссоциации уксусной кислоты. Если бы они могли отщепляться при диссоциации, то метан, этан, бензол, равно как и другие углевороды, тоже были бы кислотами.
Мы только что упоминали об аминах и указывали, что они реагируют как основания.
.r-ztr-H-c.• И :
Запишите теперь химические и структурные формулы двух указанных выше аминов и уксусной кислоты. Рядом с формулами укажите названия соединений.
Проверьте правильность записанных вами формул в рубрике 34.
28.	Нет, этанол получают в процессе спиртового брожения сахара.
Перепишите себе в тетрадь это выражение и переходите к чтению рубрики 26.
29.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
30.	Неправильно. Переходите к чтению рубрики 27.
31.	Пропущенные слова:
углерода четырем углеводороды
Бензол, метанол, этанол и эфир-важные органические растворители. Являются ли эти растворители горючими?
•	Нет	-> 38
•	Да	-2
32.	Нет, этанол получают в процессе спиртового брожения сахара.
Перепишите себе в тетрадь это выражение и переходите к чтению рубрики 26.
33.	Совершенно верно. Уголь является ценным топливом. Однако при его сгорании теряются многие вещества, которые могли быть также использованы.
Процесс, называемый коксование угля, позволяет не потерять эти ценные вещества и сохранить их для дальнейшего применения. Этот процесс проводится на газовых и коксохимических заводах.
На приведенном ниже рисунке схематически показан принцип действия коксохимического завода.
314
Программа 19
Срисуйте себе в тетрадь данную схему, при этом добивайтесь не красоты, а правильного воспроизведения существенных деталей рисунка!
Посмотрите на рисунок и постарайтесь ответить на вопрос: сколько различных продуктов образуется в процессе коксования угля?
•	Два	-»	23
•	Три	->	37
•	Четыре	->	41
34.	Н
I
H-C-NH2 или CH3-NH2
н
метиламин
C6Hs-NH2
анилин
Н-С-СГ или СНз-СООН
I он
уксусная кислота
Если ваши ответы оказались неправильными, советуем еще раз прочесть рубрику 20. Если же вы дали правильные ответы, переходите к рубрике 13.
35.	СН<	Н2	СО
метан	бодород	оксид
углерода
NH.i аммиак
бензол
Получение водяного газа описывается уравнением
С + Н2О -+ со + н2
19
Наша жизнь существенно изменилась за последнее столетие в результате выпуска химической промышленностью продуктов из нефти и угля. Благодаря разнообразнейшим химическим реакциям стало возможным превращение этого сырья во множество новых продуктов.
Пластмассы и синтетические волокна, красители и лекарственные препараты, моющие средства и краски-вот далеко не полный перечень органических продуктов химической промышленности. Теперь без них мы просто не можем представить себе своего существования.
Мы уже указывали, что органические вещества играют жизненно важную роль во всех биологических процессах.
Для питания человека совершенно необходимы пищевые продукты трех
типов:
Жиры (сложные эфиры «жирных кислот» и спирта глицерина)
Белки (азотсодержащие соединения)
Углеводы (сахар и крахмал)
Постарайтесь запомнить этот важный перечень.
Жиры и белки содержатся в пище животного и растительного происхождения. Существуют животные и растительные жиры, а также животные и растительные белки. В отличие от этого углеводы содержатся главным образом в растительной пище. Например, сахар получают из сахарной свеклы или сахарного тростника, а крахмал-из картофеля или из зерна.
Opi аническая vjmhj. -и;
Пища, которую мы используем, частично «сгорает» в нашем организме.
, Это приводит к выделению необходимой энергии. Для сгорания пищи требуется кислород. Вдыхаемый кислород окисляет пищу, и в этом процессе образуется диоксид углерода. Поэтому все живые существа дышат кислородом и выдыхают диоксид углерода.
Какие три типа пищевых продуктов необходимы для питания человека?
•	Сахар, крахмал и жир	-►	42
•	Растительные масла, животные	жиры	и	углеводы	->	39
•	Белки, углеводы и жиры	->	3
•	Растительные белки, животные	белки	и	углеводы	->	40
36.
1.	Метиламин
ch3-nh2
h-c-nh2
Анилин
NH2
c6h5-nh2
2.	Амины реагируют как основания; с кислотами они образуют соли. При обращении с аминами необходимо соблюдать меры предосторожности!
3.	Уксусная кислота
I \
н ОН
Соли уксусной кислоты называются ацетаты.
4.	В результате реакции между спиртом и кислотой происходит отщепление молекулы воды и образование сложного эфира.
5.	Реакция между этиленом и водой в присутствии катализатора
Н Н
Н Н
I I
н-с-с-он
6.	Нефть и уголь.
7.	Аммиачная вода, каменноугольная смола, коксовый газ и кокс.
8.	Белки, жиры и углеводы.	,
Конец программы 19.
37.	Неправильно. Внимательно рассмотрев рисунок, помещенный в рубрике 33, вы сможете правильно ответить на вопрос.
Прочтите еще раз рубрику 33.
316
Программа 19
38.	Неправильно. Растворители бензол, метанол, этанол и эфир являются легко воспламеняющимися веществами. Бензол и эфир особенно опасны в этом отношении.
Перепишите себе в тетрадь эти два предложения, а затем переходите к чтению рубрики 2.
39.	Неправильно. В вашем ответе пропущен один тип пищевых продуктов, который необходим для питания человека.
Прочтите еще раз рубрику 35.
40.	Неправильно. В вашем ответе пропущен один тип пищевых продуктов, который необходим для питания человека.
Прочтите еще раз рубрику 35.
19
41.	Совершенно верно. Рассмотрим каждый из четырех продуктов поочередно.
1.	Образующийся при коксовании угля коксовый газ содержит углеводороды (например, метан), водород и оксид углерода (и поэтому, конечно же, ядовит!).
2.	Аммиачная вода представляет собой раствор аммиака (NH3) в воде. Аммиак будет обсуждаться в программе 20.
3.	Каменноугольная смола содержит много ценных органических соединений, например бензол.
4.	Остатком является кокс. С химической точки зрения кокс представляет собой главным образом углерод. Кокс играет очень важную роль в технике. Он используется не только как топливо, но также в многочисленных химических процессах. Мы уже обсуждали один из таких процессов, а именно получение водяного газа. В этом процессе пар пропускают над раскаленным коксом и в результате получают водород и оксид углерода.
В данном разделе мы указали ряд соединений, присутствующих в коксовом газе и каменноугольной смоле. Запишите названия и формулы этих соединений, Составьте также уравнение реакции получения водяного газа.
Проверьте ответы в рубрике 35.
42.	Неправильно. В вашем ответе пропущен один тип пищевых продуктов, который необходим Для питания человека.
43.	Вы работаете невнимательно. Прочтите еще раз рубрику 26.
44.	Совершенно верно. Этанол - алифатическое соединение, тогда как фенол - ароматическое соединение.
Посмотрите еще раз на формулы, приведенные в конце рубрики 20, и попытайтесь ответить на поставленные там вопросы.
Программа 20
Азот (I)
1.	Азот-один из элементов, которые мы уже обсуждали. Он имеет химический символ N и атомную массу 14. Его главные валентности три и пять.
Запишите название и химическую формулу одного соединения, в котором азот имеет валентность пять, и одного соединения, в котором азот имеет валентность три.
Переходите к рубрике 54.
2.	Хлорид аммония: NH4C1
Сульфид аммония: (NH4)2S
Хлорид аммония-важная аммиачная соль. Она образуется не только при нейтрализации гидроксида аммония соляной кислотой, но также в реакции газообразного хлороводорода с газообразным аммиаком. Мы уже упоминали ранее эту реакцию. В результате ее образуется белое облако хлорида аммония.
Запишите уравнение этой реакции, а затем проверьте ответ в рубрике 15.
3.	Вы неправильно записали формулу сульфата аммония. За разъяснениями обратитесь в рубрику 56.
4.	Проверьте ответы:
1.	Азот имеет в своих соединениях валентность три либо пять.
2.	Сначала испаряется азот, а затем кислород.
3.	В одном объеме воды растворяется 1000 объемов NH3.
4.	Гидроксид натрия NaOH
Гидроксид калия КОН
Гидроксид кальция Са(ОН)2
Аммиак NH3
5.	2NH4OH + H2SO4 -> (NH4)2SO4 + 2H2O
6.	(NH4)2CO3 - 2NH3 + H2O + CO2
7.	(NH4)2CO3 + 2NaOH -> Na2CO3 + 2NH3 + 2H2O
Если при ответе на эти вопросы вы сделали больше одной ошибки, советуем вам как можно скорее проработать еще раз эту программу.
Конец программы 20.
20
5.	По-видимому, вы недостаточно внимательны. Вопрос относился к соединениям азота.
Прочтите рубрику 25 еще раз.
Ио“< рт’.ш» 20
6.	(NH4)2SO4 + 2NaOH -» Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
Образующимися в этой реакции продуктами являются сульфат натрия, аммиак и вода.
Сильное и нелетучее основание NaOH вытесняет ... и ... основание NH3 из его ....
Завершите это предложение, а затем проверьте ответ в рубрике 27.
7.	Неправильно. За исключением СаО, все остальные перечисленные соединения могут быть разложены путем термической диссоциации. Завершите начатые ниже уравнения термической диссоциации следующих веществ:
CuSO4-5H2O -> ...
NaHCO3 -> ....
СаСО3 -> ...
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 37.
8.	Образуется гидроксид аммония.
Сильное и нелетучее основание едкий натр вытесняет слабое и летучее основание из его соли.
Мы уже указывали, что NH4OH не существует как соединение. Он существует только в небольших концентрациях в виде ионов NH4 и ОН в присутствии молекул NH3 и Н2О. При нагревании он выделяет аммиак.
Запишите уравнение соответствующей реакции, а затем проверьте его в рубрике 29.
9,	Вы не обратили внимание на то обстоятельство, что в молекулу карбоната аммония входят два иона аммония.
Вернитесь к рубрике 20.
10.	Ваш ответ не вполне правилен. При нагревании солей аммония в смеси с едким натром происходит выделение газообразного аммиака. Это можно обнаружить по его запаху. Однако полагаться лишь на запах неоправданно. Аммиак можно обнаружить также при помощи лакмусовой бумаги.
Какое изменение окраски лакмусовой бумаги вызывает аммиак?
•	Влажная красная лакмусовая бумага становится синей	-> 51
•	Влажная синяя лакмусовая бумага становится красной	-> 35
11.	Неправильно. Помните ли вы эксперименты по определению состава воздуха?
Если удалить кислород из воздуха при помощи какой-либо подходящей химической реакции, то останется приблизительно 4/5 воздуха, и эта его часть неспособна поддерживать горение. Эта часть воздуха почти полностью состоит из азота.
Завершите следующее предложение:
Воздух состоит на 4/5 из азота, т.е. содержит ... % азота.
Переходите к рубрике 24.
Азот (I)
319
12.	Нет, гидроксид аммония устойчив только в растворе, и даже там он находится только в диссоциированном состоянии. При нагревании водного раствора аммиака из него снова выделяется газообразный аммиак.
Аммиак удаляется из нагреваемого водного раствора в форме .... Вставьте в это предложение соответствующую химическую формулу.
Проверьте ответ в рубрике 22.
13.	Карбонат аммония (NH4)2CO3; молекулярная масса 96-
Сульфат аммония (NH4)2SO4; молекулярная масса 132. Запишите теперь формулы хлорида аммония и сульфида аммония. Проверьте ответы в рубрике 2.
14.	Ваш ответ не вполне правилен. Вам следует запомнить, что СО2-это диоксид углерода, а не угольная кислота. Следовательно, при термическом разложении карбоната аммония образуются ..., ..... и	....
Переходите к чтению рубрики 48.
15.	NH3 + НС1 - NH4C1
Все аммонийные соли легко разлагаются при нагревании на компоненты, например:
NH4C1 тепло, NH3 + НС1
Хлорид аммония разлагается на аммиак и хлороводород.
Разложение такого типа, вызываемое нагреванием химического соединения, называется термическая диссоциация.
Запишите уравнение термической диссоциации сульфата аммония.
Проверьте ответ в рубрике 38.
16.	Неправильно. При реакции хлорида аммония с едким натром окраска реакционной смеси не изменяется. При нагревании такая смесь выделяет аммиак.
А теперь завершите следующее уравнение:
NH4C1 + NaOH -> ...
20
Проверьте ответ в рубрике 8.
17.	Неправильно. Хотя азотная кислота является соединением азота, она не образуется в процессе сухой перегонки угля. Прочтите еще раз о сухой перегонке угля в программе 19.
После этого снова вернитесь к рубрике 25.
18.	2NH4_C1 + CuO + 2НС1 -> 2NH3 + CuCl2 + 2НС1 + Н2О
Вещества, которые после суммирования уравнений появляются в обеих частях результирующего уравнения, можно сократить. В рассматриваемом
случае 2НС1 появляется в обеих частях уравнения, что позволяет упростить его:
2NH4C1 + CuO 2NH3 + CuCl2 + H2O
Полученное уравнение показывает следующее:
Пленку оксида меди (СиО), образуемую на поверхности паяльника при его нагревании, можно удалить, если прикоснуться паяльником к хлориду аммония (NH4C1). При этом образуются аммиак, вода и хлорид меди. Аммиак и вода немедленно испаряются, а хлорид меди тоже быстро возгоняется (сублимирует). Это приводит к удалению пленки с поверхности паяльника в конце реакции; он становится чистым и снова пригодным для употребления.
Перейдем теперь к обсуждению последней важной темы в этой программе: как осуществляется проба на аммиак или ион аммония?
Аммиак является летучим и слабым основанием. Подобно тому как летучие и слабые кислоты вытесняют из их солей сильные и малолетучие кислоты, аммиак вытесняют из его солей сильные основания, имеющие малую летучесть. Например, при действии едкого натра на хлорид аммония образуется хлорид натрия и другие продукты:
NH4C1 + NaOH -> NaCl + ...
Завершите это уравнение, а затем ответьте на следующий вопрос:
Что образуется в этой реакции кроме NaCl?
Запишите название образующегося соединения и проверьте ответ в рубрике 8.
19.	Неправильно. Было указано, что хлороводород реагирует с оксидом меди с образованием хлорида меди, который возгоняется (сублимирует).
Попытайтесь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 59.
20.	Карбонат аммония: (NH4)2CO3
Сульфат аммония: (NH4)2SO4
Вычислите теперь молекулярную массу каждого из этих соединений. Необходимые для вычислений атомные массы: Н = 1, N = 14, 0 = 16, С = 12 и S = 32.
Какие значения вы получили?
•	78 и 114		34
•	96 и 114		26
•	96 и 132	—>	13
•	78 и 132	—>	9
•	Не знаю, как вычислить	—>	55
21.	Вы неправильно записали формулы карбоната аммония и сульфата аммония. За разъяснениями обратитесь в рубрику 56.
22.	Аммиак удаляется из нагреваемого водного раствора, в форме NH3.
Вернемся к обсуждению водных растворов аммиака. Мы знаем, что они содержат главным образом молекулы NH3 и Н2О, а также некоторое количество ионов NH4 и ОН наряду с ионами водорода.
A jot (I)
Однако концентрация ионов H+ очень низка, поскольку большинство из них соединяются с основанием NH3, образуя NH4.
Как должен изменяться цвет лакмусовой бумаги при действии водного
раствора аммиака? • Красная лакмусовая бумага должна посинеть • Синяя лакмусовая бумага должна покраснеть	-♦ 41 ->• 61
23.	Карбонат аммония получают в соответствии со следующим уравнением:
2NH3 + СО2 + Н2О -> (NH4)2CO3
Если прочесть его слева направо, то это уравнение описывает получение карбоната аммония.
Если же прочесть его справа налево, то это уравнение описывает термическую диссоциацию карбоната аммония.
Карбонат аммония используется для выпечки теста. Все продукты разложения карбоната аммония при высокой температуре находятся в газообразном состоянии. В процессе выпечки тесто поднимается выделяющимися газами и становится мягче. Все образующиеся при этом продукты совершенно безвредны.
Что образуется в процессе разложения карбоната аммония?
•	Аммиак и угольная кислота	-»	32
•	Аммиак, угольная кислота и	вода	-♦	14
•	Аммиак, диоксид углерода и	вода	-»	48
24.	Воздух содержит около 80% азота. Азот не горит и неспособен поддерживать дыхание или горение. С химической точки зрения азот очень нереакционноспособен. Лишь при особых условиях, например при высоких температурах и давлениях, он вступает в реакции.
Азот можно получить из воздуха нагреванием предварительно сжиженного воздуха. Что происходит в этом случае?
• Сначала испаряется азот, и таким образом его можно отделить от кислорода	-»	36
• Сначала испаряется кислород, а жидкий азот остается
в сосуде	-» 45
25.	Жидкий кислород кипит при - 183°С.
Азот содержится во многих природных веществах:
1.	В селитре
Селитра-это соль, залежи которой находятся главным образом в Чили, где ее добывают в огромных количествах. По химическому составу селитра представляет собой нитрат натрия.
2.	В белках
Белки входят в состав всех растений и животных.
3.	В продуктах сухой перегонки угля
Поскольку уголь образовался из растений, нет ничего удивительного, что продукты сухой перегонки угля содержат соединения азота.
Какое соединение азота получается при сухой перегонке угля?
• Азотная кислота	->	17
21-1073
322
Пршрамма 20
Азот Аммиак Селитра
5
49
40
26.	Вы не обратили внимание на то обстоятельство, что в молекулу сульфата аммония входят два иона аммония. '
Вернитесь к рубрике 20.
27.	Сильное и нелетучее основание NaOH вытесняет слабое и летучее основание NH3 из его соединений (солей).
Вместо едкого натра для пробы на соединения аммония можно использовать также гашеную известь.
Завершите следующее уравнение:
(NH4)2SO4 + Са(ОН)2 - ...
Проверьте ответ в рубрике 60.
28.	Неправильно. В 1 объеме воды растворяется 1000 объемов аммиака. Напомним, что 1 л = 1000 см3.
Вернитесь к рубрике 44.
29.	nh; + ОН" # NH3 + Н2О
Поскольку растворимость NH3 в воде заметно уменьшается при повышении температуры, при нагревании раствора гидроксида аммония из него выделяется NH3.
Выделяющийся аммиак можно распознать по запаху, хотя лучше сделать это по изменению окраски красной лакмусовой бумаги (она синеет).
Таким образом, чтобы обнаружить аммонийные соединения в неизвестном веществе, нужно добавить к нему едкий натр, а затем нагреть смесь. Если из нагреваемой смеси выделяется аммиак, значит, анализируемое вещество содержит соединения аммония.
Как можно установить, что происходит выделение аммиака?
•	По окрашиванию реакционной смеси	-»	16
•	По появлению синей окраски у влажной красной лакмусовой бумаги, которую держат в выделяющихся парах	-» 51
•	По характерному запаху аммиака	-»	10
30.	Неправильно. За исключением СаО, все остальные перечисленные соединения могут быть разложены путем термической диссоциации. Завершите начатые ниже уравнения, описывающие реакции термической диссоциации:
CuSO4-5H2O -> ...
NaHCO3 -> ...
СаСО3 -> ...
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 37.
Азот (I)
323
31.	В 1 см3 воды растворяется 1 л аммиака.
В результате образуется водный раствор аммиака. Техническое название такого раствора аммиачная вода.
Аммиак реагирует как основание даже с водой. Часть молекул аммиака, растворенного в воде, реагирует с ней, образуя полностью диссоциированный гидроксид аммония.
Постарайтесь записать уравнение образования гидроксида аммония из аммиака и воды.
Проверьте ответ в рубрике 52.
32.	Неправильно. Если вы прочтете уравнение, приведенное в рубрике 23, справа налево, то вам будет совсем нетрудно ответить на поставленный вопрос.
Прочтите еще раз рубрику 23.
33.	Основание-это вещество, способное связывать ионы водорода. Таким образом, аммиак может соединяться с ионами водорода. В этом процессе незаряженная молекула аммиака превращается в положительно заряженный ион аммония NH4
NH3 + Н+ - NH4+
Если пропускать аммиак через соляную кислоту, то аммиак соединяется с ионами водорода, присутствующими в кислоте, образуя ионы аммония.
В таком растворе, разумеется, должны присутствовать также хлорид-ионы.
Запишите уравнение этой реакции. В качестве исходных веществ выберите аммиак, ионы водорода и хлорид-ионы.
Проверьте ответ в рубрике 43.
34.	Вы не обратили внимание на то обстоятельство, что в молекулу каждого из обсуждаемых соединений входит по два иона аммония.
Вернитесь к рубрике 20.
35.	Нет, аммиак превращает красную лакмусовую бумагу в .... Завершите это предложение и затем проверьте ответ в рубрике 51.
36.	При нагревании жидкого воздуха сначала начинает испаряться азот, который кипит при — 196°С. Кислород остается в жидкости.
При какой температуре начинает кипеть жидкий кислород?
Запишите температуру кипения кислорода и проверьте ответ в рубрике 25.
37.	Совершенно верно!
Оксид кальция СаО термически устойчив.
Сульфат меди CuSO45H2O при нагревании теряет кристаллизационную воду
CuSO4-5H2O -> CuSO4 + 5Н2О
Гидрокарбонат натрия NaHCO3 разлагается при нагревании
21»
приблизительно до 100°С на карбонат натрия, воду и СО2 (см. получение соды в процессе Сольве, описанное в программе 17)
2NaHCO3 -> Na2CO3 + Н2О + СО2
Карбонат кальция СаСО3 термически диссоциирует на СО3 и СаО (см.
получение негашеной извести при обжиге мела в программе 16)
СаСО3 -> СаО + СО2
Карбонат аммония (NH4)2CO3 тоже разлагается при нагревании. Его можно получить, пропуская аммиак и диоксид углерода через воду.
Попытайтесь правильно завершить соответствующее уравнение:
NH3 + СО2 + ... -> (NH4)2CO3
Проверьте ответ в рубрике 23.
38.	(NH4)2SO4 2NH3 + H2SO2
Сульфат аммония разлагается на аммиак и серную кислоту.
Как называется химический процесс, в котором вещество разлагается при нагревании?
Дайте ответ в письменном виде, а затем проверьте его в рубрике 62.
39.	1. Медный наконечник паяльника при нагревании покрывается слоем оксида меди.
2. Нагретый паяльник погружают в хлорид аммония.
3. Через короткое время оксид меди исчезает. Наконечник паяльника снова становится чистым, т.е. его поверхность состоит из меди.
Рассмотрим теперь описанные процессы с химической точки зрения.
1. Образование слоя оксида меди
2Cu + О2 -» 2СиО
2. Контакт нагретого паяльника с хлоридом аммония. При этом
ж
происходит термическая диссоциация хлорида аммония.
Запишите уравнение второй реакции, а затем проверьте его в рубрике 64.
40.	Неправильно. Хотя селитра представляет собой соединение азота, она не образуется при сухой перегонке угля. Советуем вам прочесть еще раз о сухой перегонке угля в программе 19.
После этого вернитесь к рубрике 25.
41.	Правильно, красная лакмусовая бумага становится синей. Водный раствор аммиака реагирует как основание, потому что в нем содержится больше ионов ОН-, чем ионов Н+.
Следующее уравнение описывает нейтрализацию серной кислоты:
2NH4OH + H2SO4 -> (NH4)2SO4 + 2Н2О
Запишите название соли, образующейся в этой реакции.
Проверьте ответ в рубрике 65.
42.	Неправильно. Было указано, что хлороводород реагирует с оксидом меди с образованием хлорида меди, который возгоняется (сублимирует).
Попытайтесь правильно ответить на вопрос, поставленный в рубрике 59.
43.	Проверьте ответ и исправьте ошибки, если вы их допустили:
NH3 + Н+ + СГ -» NH4+ + Cl-
Запомнили ли вы название иона NH4? Запишите его и переходите к рубрике 53.
44.	Проверьте ответы:
а)	Хлорид аммония NH4C1
б)	Карбонат аммония (NH4)2CO3
в)	Сульфид аммония (NH4)2S
г)	Нитрат аммония NH4NO3
Не забыли ли вы употребить скобки в формулах соединений б) и в)?
Аммиак очень хорошо растворяется в воде. При комнатной температуре в 1 объеме воды растворяется приблизительно 1000 объемов аммиака.
Попытайтесь ответить на следующий вопрос:
Сколько аммиака может раствориться в 1 см3 воды?
•	100 см3	-»	58
•	1л	-»	31
•	10 л	-»	28
45.	Неправильно. Кислород кипит при — 183°С. Точка кипения азота — 196°С. Если жидкий воздух, имеющий температуру — 200°С, медленно нагревать, он начинает кипеть при — 196°С. Это выкипает азот. После того как весь азот испарится, температура жидкого воздуха снова медленно повышается, пока не будет достигнута температура — 183°С, при которой начнется кипение кислорода.
Завершите теперь следующее предложение:
При нагревании жидкого воздуха сначала начинает испаряться ....
Переходите к рубрике 36.
46.	Неправильно. За исключением СаО, все остальные перечисленные соединения могут быть разложены путем термической диссоциации. Завершите теперь начатые ниже уравнения, описывающие реакции термической диссоциации:
CuSO4-5H2O	->	...
NaHCO3	-»	...
СаСО3	-^	...
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 37.
47.	Вы неправильно записали формулу карбоната аммония. За разъяснениями обратитесь в рубрику 56.
326
Программа 20
48.	При термическом разложении карбоната аммония образуются аммиак, диоксид углерода и вода.
Интересно использование термической диссоциации хлорида аммония при очистке поверхности паяльника.
У паяльника имеется медный наконечник. При нагревании медная поверхность постепенно окисляется и покрывается тонким слоем оксида меди, который препятствует процессу пайки. При контакте с припоем паяльник должен иметь совершенно чистую медную поверхность. Чтобы обеспечить выполнение этого условия, паяльник время от времени погружают в раствор хлорида аммония, что позволяет очень быстро удалить с паяльника слой оксида меди.
Чтобы подвести итог сказанному выше, завершите следующие предложения:
1.	Медный наконечник паяльника при нагревании покрывается слоем .....
2.	Нагретый паяльник погружают в.......
3.	Через короткое время оксид меди исчезает. Наконечник паяльника снова становится чистым, т.е. его поверхность состоит из ... .
Проверьте ответы в рубрике 39.
49.	Совершенно верно. При сухой перегонке угля образуется аммиак.
Аммиак-это бесцветный газ с едким и неприятным запахом. Аммиак легко переводится в жидкое состояние; он кипит при — 33°С.
Аммиак представляет собой основание.
Запишите определение основания, а затем проверьте ответ в рубрике 33.
50.	Совершенно верно. Паяльник постепенно становится легче. А теперь просуммируем уравнения отдельных процессов, происходящих
в рассматриваемой общей реакции:
20
NH4C1 - NH3 + НС1
CuO + 2HC1-> CuCl2 + H2O
Поскольку во втором уравнении участвуют две молекулы НО, а в первом уравнении-только одна такая молекула, необходимо удвоить первое уравнение:
2NH4C1 .	- 2NH3 + 2НС1
CuO + 2НС1	-> CuCl2 + H2O
2NH4C1 + CuO + 2HC1 -> ...
Доведите до конца суммирование этих двух уравнений; напомним, что суммируются сначала две левые части уравнений, а затем отдельно две правые > части. Проверьте результирующее уравнение в рубрике 18.
51.	Совершенно верно. Выделяющийся аммиак обнаруживают благодаря тому, что он превращает влажную красную лакмусовую бумагу в синюю.
А теперь завершите следующее уравнение:
•	(NH4)2SO4 + NaOH - Na2SO4 + ...
Проверьте ответ в рубрике 6.
. Ajot (1)
327
52.	NH3 + H2O -» NH4 + OH-
Как уже было указано выше, эта реакция осуществляется лишь в ограниченной степени. Более того, при нагревании эта реакция идет в обратном направлении. Это позволяет удалить весь аммиак из аммиачного раствора просто кипячением.
То обстоятельство, что реакция может осуществляться как в прямом, так и в обратном направлениях, обычно указывают при помощи двойных стрелок
NH3 + Н2О NH4 + ОН'
Запишите это уравнение, пользуясь двойными стрелками, а затем ответьте на следующий вопрос:
В какой форме аммиак удаляется из его водного раствора?
•	В форме NH3	-> 22
•	В форме NH4OH	-» 12
53.	Ион NH4 называется ион аммония.
Выпаривая раствор хлорида аммония, можно получить кристаллическую соль-хлорид аммония.
Когда газообразный хлороводород реагирует с парами аммиака, быстро образуется белое облако хлорида аммония.
Запишите уравнение этой реакции.
Проверьте ответ в рубрике 63.
54.	Азот трехвалентен в аммиаке: NH3
Азот пятивалентен в азотной кислоте*: HNO3
При нормальных условиях азот представляет собой газ без запаха и цвета; его можно перевести в жидкое состояние. Жидкий азот кипит при — 196°С.
Мы уже знаем, что воздух содержит много азота. Сколько азота содержится в воздухе?
•	Около 20%	-+	11
•	Около 80%	-»	24
55.	По-видимому, вы допустили ошибку в вычислениях.
Вычисление молекулярной массы карбоната аммония (NH4)2CO3 осуществляется так:
NH4 = 18
NH4 = 18
СО3 = 60
Выполните суммирование; вы получите молекулярную массу карбоната аммония. После этого воспользуйтесь указанным способом и вычислите молекулярную массу сульфата аммония (NH4)2SO4. Атомная масса S = 32.
Проверьте ответ в рубрике 13.
20
Формула азотной кислоты Н—О—N=O или Н—О—N^O. Таким образом, И	I
о	о-
валентность пять у азота формальная-Прим. ред.
328
Программа 20
56.	Угольная кислота имеет формулу Н2СО3, а серная кислота-H2SO4.
Обе эти кислоты образуют кислотные остатки с двойным отрицательным зарядом. Угольная кислота дает карбонат-ион СО3“, а серная кислота-сульфат-ион SO4“. Ион аммония несет единичный положительный заряд NH4.
Следовательно, сульфат аммония состоит из двух ионов аммония и одного сульфат-иона. Аналогично карбонат аммония состоит из двух ионов аммония и одного карбонат-иона.
Запишите формулы карбоната аммония и сульфата аммония. Проверьте ответ в рубрике 20.
57.	Неправильно. За исключением СаО, все остальные перечисленные соединения могут быть разложены путем термической диссоциации. Завершите теперь начатые ниже уравнения, описывающие реакции термической диссоциации:
CuSO4-5H2O	->	...
NaHCO3	->	...
СаСО3	->	...
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 37.
58.	Неправильно. В 1 объеме воды растворяется 1000 объемов аммиака. Прочтите еще раз рубрику 44.
59.	CuO + 2НС1 -> СиС12 + Н2О
В этой реакции образуются хлорид меди и вода.
Вода испаряется, а хлорид меди сублимирует (возгоняется). В результате поверхность паяльника снова становится чистой.
Что происходит с массой паяльника, если его постоянно обрабатывать таким образом?
•	Масса	паяльника	постепенно увеличивается	-►	19
•	Масса	паяльника	остается неизменной	—>	42
•	Масса	паяльника	постепенно уменьшается	—►	50
60. (NH4)2SO4 + Са(ОН)2 ->• CaSO4 + 2NH3 + 2Н2О
В следующей программе мы будем обсуждать синтез аммиака. А теперь
проверьте, насколько хорошо вы усвоили материал данной программы. Для этого ответьте на следующие вопросы:
1.	Какую валентность имеет азот в его соединениях?
2.	При перегонке жидкого воздуха сначала испаряется ..., а затем ....
3.	Сколько объемов аммиака может раствориться в одном объеме воды при нормальных условиях?
4.	С какими неорганическими основаниями вы познакомились?
5.	Запишите уравнение нейтрализации водного раствора аммиака серной
кислотой.
Азот (I)
129
6.	Запишите уравнение термической диссоциации карбоната аммония (NH4)2CO3.
7.	Запишите уравнение реакции, на которой основано обнаружение иона аммония в (NH4)2CO3.
Проверьте ответы в рубрике 4.
61. Неправильно. Синяя лакмусовая бумага становится красной в присутствии кислот. Однако водный раствор аммиака реагирует как основание, поскольку он содержит больше ионов ОН-, чем ионов Н + . В данном случае должно произойти такое же изменение окраски, какое наблюдается при действии на лакмусовую бумагу водных растворов NaOH, КОН или Са(ОН)2.
Какое изменение окраски должно наблюдаться при погружении лакмусовой бумаги в водный раствор аммиака? Запишите ответ и проверьте его затем в рубрике 41.
62. Под термической диссоциацией понимается разложение химического соединения при его нагревании.
Чтобы лучше разобраться в понятии термической диссоциации, запишите формулы следующих четырех соединений:
Оксид кальция
Сульфат меди с 5 молекулами кристаллизационной воды
Гидрокарбонат натрия
Карбонат кальция
Сколько из названных здесь соединений можно разложить путем термической диссоциации?
•	Все четыре	—►	46
•	Только три	->	37
•	Только два	-►	57
•	Только одно	->	7
•	Ни одного	—>	30
63.	Проверьте составленное вами уравнение:
NH3 + НС1 -> NH4C1
Многоосновные кислоты при взаимодействии с аммиаком (основанием) тоже образуют аммонийные соли. Поскольку ион аммония NH4 несет единичный положительный заряд, в формулы солей многоосновных кислот должно входить несколько таких ионов. Для большей ясности обозначения группу NH4 в формулах солей многоосновных кислот всегда заключают в скобки, записывая как (NH4). В качестве примера приведем формулу сульфата аммония (NH4)2SO4.
Запишите названия и формулы солей, образующихся при реакции аммиака с каждой из следующих кислот:
а)	Соляная кислота
б)	Угольная кислота
в)	Сероводородная кислота (сероводород)
г)	Азотная кислота
Проверьте ответ в рубрике 44.
20
20
Про|рамма 20
64. NH4C1 -> NH3 + HC1
Образующийся хлороводород немедленно реагирует с оксидом меди, в результате чего образуются хлорид меди и вода.
Запишите уравнение этой реакции, а затем проверьте его в рубрике 59.
65. Сульфат аммония
Таким образом, водный раствор аммиака может нейтрализоваться кислотами. В этом процессе образуются соли, состоящие из ионов аммония и кислотных остатков в анионной форме.
Запишите теперь формулы карбоната аммония и сульфата аммония. Затем вычислите молекулярную массу каждого из этих соединений. Необходимые для вычислений атомные массы: Н = 1, N = 14, 0 = 16, С = 12, S = 32.
Каковы молекулярные массы карбоната аммония и сульфата аммония?
•	78 и 114	—>	21
•	96 и 114	—>	3
•	96 и 132	—>	13
•	78 и 132	—>	47
•	Получены совсем иные значения	—►	56
Программа 21
Азот (II)
1.	В данной программе мы обсудим промышленный синтез аммиака и важные применения этого продукта.
Для начала ответьте на вопрос: в	каком агрегатном состоянии находится
NH3	при нормальных условиях?
•	В твердом состоянии	-»	16
•	В жидком состоянии	->	24
•	В газообразном состоянии	->	35
2.	Неправильно. Аммиак-это соединение, имеющее формулу NH3. Водород, содержащийся в смешанном газе, совершенно, необходим для синтеза аммиака.
Запишите уравнение синтеза аммиака в процессе Габера.
... + ... -> NH3
Проверьте составленное вами уравнение в рубрике 44.
3.	Нет, диоксид углерода не образуется ни при получении генераторного газа, ни при получении водяного газа. Следовательно, он не может содержаться и в смешанном газе.
Прочтите еще раз рубрику 42.
4.	В любом промышленном процессе, например при синтезе аммиака, необходимо иметь удобный источник сырья. Так называют вещества, которые легко получить из природных ресурсов. При синтезе аммиака мы начинаем с воздуха, воды и угля. Это сырье проходит через ряд промежуточных стадий, в которых соответствующим образом преобразуется. Такими промежуточными стадиями при синтезе аммиака является получение водяного и генераторного газов. При химическом превращении образующихся промежуточных продуктов в результате должны получаться азот и водород, ... вещества для синтеза аммиака.
Завершите последнее предложение и переходите к рубрике 18 .
21
5.	Ваш ответ не вполне правилен. Гидрокарбонат натрия,конечно же, реагирует с едким натром, образуя карбонат натрия, однако этот процесс неэкономичен. Для его проведения понадобилось бы слишком много дорогостоящего гидроксида натрия.
Уравнение соответствующей реакции имеет вид
NaHCO3 + NaOH -> Na2CO3 + Н2О
Однако существует намного более экономичный способ превращения гидрокарбоната натрия в карбонат натрия.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 30.
6.	Неправильно. В процессе получения генераторного газа углерод, т.е. кокс, реагирует с воздухом, в результате чего получаются СО и N2.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 50.
7.	Совершенно верно. Соду можно получать при помощи процесса Сольве или процесса Леблана. Однако процесс Леблана устарел и в настоящее время почти не применяется.
Основным современным процессом получения соды является процесс Сольве (аммиачный способ). Этот процесс осуществляется через несколько промежуточных стадий.
Сначала газообразный диоксид углерода пропускают через водный раствор аммиака до насыщения. При этом образуется карбонат аммония. Запишите уравнение реакции для этой стадии и проверьте его в рубрике 20.
8.	Сульфат аммония: (NH4)2SO4
Карбонат аммония: (NH4)2CO3
Растения нуждаются в соединениях азота, чтобы синтезировать белки.
Когда мы обсуждали соединения углерода, то уже говорили, что белки являются необходимой составной частью питания человека и животных. Белки состоят из сложных органических соединений, которые содержат азот.
Люди, животные и большинство растений неспособны извлекать из воздуха азот, в котором они нуждаются для синтеза белков.
Люди и животные получают необходимый азот в достаточных количествах из растительной и животной пищи. В отличие от этого растения, за некоторыми исключениями, способны получать необходимый для них азот непосредственно из почвы. Однако запасы соединений азота в почве ограниченны.
По этой причине необходимо постоянно пополнять запасы азота в почве. В прежние времена это делали, просто внося в почву навоз, который богат азотом. Необходимость в искусственных удобрениях стала очевидной после исследований немецкого химика Юстуса Либиха (1803-1873). Однако лишь после изобретения процесса превращения азота воздуха в аммиак стало возможным получение азотсодержащих удобрений в больших количествах.
Без помощи химии еще большая часть современного человечества страдала бы от плохого питания и голода.
А теперь попытайтесь ответить на следующие вопросы, касающиеся сведений, изложенных в данной рубрике:
1.	Из чего состоят белки?
2.	Где люди и животные получают азот, необходимый для их питания?
3.	Откуда растения получают азот, необходимый для синтеза белков?
4.	Какой химик ввел представление о необходимости искусственных удобрений?
Проверьте ответы в рубрике 57.
9.	Ваш ответ показывает, что вы занимаетесь недостаточно внимательно. Азот трехвалентен, например в NH3, хотя кроме этого имеет еще три другие валентности. Вернитесь к рубрике 64.
10.	Совершенно верно. В одном объеме воды растворяется 1000 объемов аммиака. Раствор аммиака, полученный таким способом, используется в качестве исходного вещества для получения соды. Вкратце обсудим этот процесс.
Соду можно получать одним из двух способов. Как называются соответствующие процессы?
•	Процессы Сольве и Леблана	-»	7
•	Башенный и контактный процессы	-»	31
11.	Закон Авогадро утверждает: в равных объемах газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул.
Уравнение
ЗН2 + N2 - 2NH3
говорит не только о том, что водород и азот соединяются с образованием аммиака. Это уравнение также указывает, какое число молей (грамм-молекул) каждого вещества участвует в реакции. Оно показывает, что 3 моля водорода реагируют с 1 молем азота, образуя 2 моля аммиака.
Далее, известно, что все газы при нормальных условиях имеют молярный объем 22,4 л.
Поэтому можно заключить, что 3 • 22,4 л водорода реагируют с 22,4 л азота, образуя 2 • 22,4 л аммиака.
1М0ЛЬ Н2 22,4 Л
+
1М0ЛЬ Hz 22,4 л
1моль N2 22,4 л
1моль NH3 22,4 л

22,4 л
Теперь вам должно быть нетрудно ответить на вопрос о том, какое из трех нижеследующих утверждений правильно:
•	6 объемов водорода и 2 объема азота образуют 6 объемов аммиака		47
•	1 объем водорода и 1 объем азота образуют 1 объем		
	аммиака	—>	59
•	3 объема водорода и 1 объем азота образуют		
	2 объема аммиака	—>	56
12.	Структурная формула NO2 имеет вид
O=N=O
Азот в NO2 четырехвалентен.
На третьей стадии процесса NO2 реагирует с кислородом и водой:
4NO2 + 2Н2О + О2 -> 4HNO3
Перепишите себе в тетрадь это уравнение и запишите под каждой формулой название соответствующего вещества.
Переходите к рубрике 54.
334
Программа 21
13.	Совершенно верно. Смешанный газ, получаемый из генераторного газа и водяного газа, содержит оксид углерода, водород и азот, т.е.
СО, Н2 и N2
Какой из этих трех газов не используется в качестве исходного вещества при синтезе аммиака?
•	Водород	->	2
•	Оксид углерода	->	27
•	Азот	->	39
14.	Неправильно. Для правильного ответа на поставленный вопрос нужно пояснить определенные понятия, поэтому внимательно прочтите рубрику 4.
15.	Совершенно верно. При нагревании гидрокарбонат натрия разлагается на карбонат натрия и диоксид углерода (термическая диссоциация)
2NaHCO3 -> Na2CO3 + Н2О + СО2
Выделяющийся диоксид углерода можно снова использовать на первой стадии процесса Сольве.
Что образуется на первой стадии процесса Сольве?
•	Карбонат аммония	-> 32
•	Гидрокарбонат натрия -> 48
•	Г идрокарбонат
аммония	58
16.	Неправильно. Аммиак находится в твердом состоянии при температурах ниже — 80°С, однако при нормальных условиях он существует в виде едкого
Завершите это предложение и переходите к рубрике 35.
17.	Неправильно. Контактный процесс используется для производства серной кислоты. В присутствии катализаторов (контактов) диоксид серы окисляется кислородом до триоксида серы.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 50.
18.	Исходные вещества для синтеза аммиака-азот и водород.
А какое сырье используется для синтеза аммиака?
Запишите названия этих сырьевых материалов, а затем проверьте ответ в рубрике 25.
19.	Ваш ответ показывает, что вы занимаетесь недостаточно внимательно. Азот имеет валентность пять в азотной кислоте, однако кроме этого он обнаруживает еще три другие валентности.
Вернитесь к рубрике 64.
Азот (II)
20.	NH3 + H2O + CO2 -> NH4HCO3
Затем к полученному раствору гидрокарбоната аммония добавляют хлорид натрия. Полученный раствор содержит ионы NH4, НСО3, Na+ и Cl". Ионы Na+ и НСО3 связываются и осаждаются из раствора в виде почти нерастворимого NaHCO3.
Попытайтесь завершить уравнение реакции
NH4HCO3 + NaCl ->
Проверьте ответ в рубрике 30.
21.	Ваш ответ правилен, если вы записали
4NH3 + 5О2 - 4NO + 6Н2О
А теперь запишите структурную формулу NO.
Какова валентность азота в NO?
Проверьте ответ в рубрике 49.
22.	Неправильно. Смесь оксида углерода и водорода называется водяной газ. В смешанном газе содержится что-то еще.
Прочтите еще раз рубрику 42.
23.	Неправильно. Хотя азот действительно имеет валентности 3 и 5, вы не указали еще две другие валентности.
Обратитесь к рубрике 49.
24.	Неправильно. При нормальных условиях NH3 не жидкость. Вероятно, вы подумали о водном растворе аммиака.
При комнатной температуре аммиак существует в виде едкого ....
Завершите это предложение и переходите к рубрике 35.
25.	Правильно, сырьем, используемым для синтеза аммиака, являются воздух, вода и уголь. Из этого сырья можно получить газообразные азот и водород, необходимые для синтеза аммиака.
Теперь подведем краткий итог всему сказанному выше. Постарайтесь прочесть следующий текст как можно внимательней!
№ угля и воздуха получают генераторный газ (СО + N2).
Из угля и воды получают водяной газ (СО + Н2).
Смешивая эти два газа, получают смешанный газ (N2 + СО + Н2).
Чтобы окислить СО, этот смешанный газ пропускают вместе с паром над катализаторами. Получающийся продукт называется контактный газ (Nz + + СО2 + Н2).
СО2 вымывают из контактного газа при помощи воды. В результате получается смесь N2 + Н2, необходимая для проведения процесса Габера*.
21
* В настоящее время сырьем для синтеза аммиака чаще служат азот, выделяемый из воздуха при его сжижении, и метан, пиролизом которого получают водород-Прим. ped.
336
Программа 31
Газообразный аммиак, получаемый в процессе Габера, превращают в жидкость, охлаждая его ниже — 33°С. После этого его можно хранить в газовых баллонах (стальных цилиндрах) либо растворять в воде, получая водный раствор аммиака.
Сколько кубических метров NH3 растворяется в одном кубическом метре воды?
•	100 м3	—>	38
•	1000 м3	->	10
•	10000 м3	->	46
26.	Совершенно верно.
А можете ли вы также указать, что производится с помощью остальных четырех процессов, которые были упомянуты только что?
Укажите также, какие продукты получаются в каждом из следующих четырех процессов:
Контактный процесс
Башенный процесс
Процесс получения водяного газа
Процесс получения генераторного газа
Проверьте ответы в рубрике 62.
21
27.	Правильно. Оксид углерода, содержащийся в смешанном газе, не нужен для синтеза аммиака. Поэтому его удаляют из смешанного газа до начала синтеза.
Выполнить это можно было бы простым вымыванием оксида углерода водой. Однако в отличие от СО2, который легко растворяется в воде, СО нерастворим в воде. Поэтому СО сначала окисляют до СО2, а последний уже вымывают водой.
Окисление оксида до диоксида нельзя выполнить просто при помощи воздуха, потому что тогда водород, содержащийся в смешанном газе, тоже сгорит.
Вместо этого оксид углерода заставляют реагировать с паром при помощи специально подобранных катализаторов, действующих при высокой температуре.
Попробуйте завершить уравнение этой реакции:
СО + Н2О ->• ... + Н2
Проверьте составленное вами уравнение в рубрике 40.
28.	Неправильно, азот не может иметь валентность шесть.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 54.
29.	Ваш ответ вполне правилен.
Посмотрите еще раз на обсуждаемое уравнение:
СО + Н2О со2 + н2
В реакции, которую описывает это уравнение, несомненно, происходит восстановление воды. Однако в то же самое время оксид углерода окисляется до диоксида углерода. Следовательно, оксид углерода присоединяет ..., который отщепляется от воды.
Завершите последнее предложение и переходите к рубрике 63.
Азот (II)
337
30.	NH4HCO3 + NaCl -> NH4C1 + NaHCO3
Поскольку NaHCO3 фактически нерастворим в воде, он выкристаллизовывается из раствора и благодаря этому может быть легко отделен.
Как можно превратить гидрокарбонат натрия в соду промышленно доступным способом?
•	Нагреванием	->	15
•	Реакцией с диоксидом углерода	->	41
•	Реакцией с гидроксидом натрия	—	5
31.	Вы перепутали названия процессов получения соды и серной кислоты. Для получения серной кислоты используется башенный или контактный процесс.
Для получения соды используются процесс Леблана и процесс ....
Завершите это предложение и переходите к рубрике 7.
32.	Нет, на первой стадии процесса Сольве, используемого для получения карбоната натрия, диоксид углерода продувают через водный раствор аммиака до насыщения. Образующийся при этом продукт представляет собой гидрокарбонат аммония.
Запишите уравнение реакции, протекающей на этой стадии, и проверьте его в рубрике 20.
33.	Генераторный газ кроме оксида углерода должен содержать еще азот.
2.	Процесс получения водяного газа. Это второй процесс, применяемый при получении исходных веществ для процесса Габера. Он заключается в пропускании пара над раскаленным коксом, в результате чего образуется водяной газ:
Н2О + С -> СО + Н2
Затем генераторный газ и водяной газ смешивают друг с другом. Образующийся новый газ называется смешанный газ.
Из чего состоит смешанный газ?
• Из оксида углерода и водорода	-► 22
• Из оксида углерода и диоксида углерода, водорода
и азота	>	-> 43
• Из оксида углерода, водорода и азота	-> 13
• Из диоксида углерода, водорода и азота	->	3
21
34.	Неправильно. Если поставить коэффициент 4 перед каждой формулой, то уравнение в целом можно будет разделить на 4. Подробное обсуждение ответа на поставленный вопрос вы найдете в рубрике 45.
35.	Правильно. При комнатной температуре аммиак представляет собой едкий газ. При температурах ниже — 33°С аммиак находится в жидком состоянии.
22-1073
338
Программа 21
В промышленных условиях аммиак синтезируют при помощи процесса Габера. (Запомните название этого процесса!)
В этом процессе азот и водород реагируют друг с другом, образуя аммиак:
ЗН2 + N2 ->• 2NH3
Пользуясь законом Авогадро, можно сделать на основании приведенного выше уравнения определенные выводы относительно объемов газов, участвующих в этой реакции.
Какое из трех следующих утверждений является правильным?
•	6 объемов водорода и 2 объема азота приводят к образованию 6 объемов аммиака		47
•	1 объем водорода и 1 объем азота приводят к образованию 1 объема аммиака	—>	59
•	3 объема водорода и 1 объем азота приводят к образованию 2 объемов аммиака	—>	56
36.	Вы не упомянули об одной из валентностей азота. Чтобы вспомнить о ней, подумайте о валентности азота в NO2.
После этого вернитесь к рубрике 54 и постарайтесь дать правильный ответ на поставленный там вопрос.
37.	Неправильно. Для правильного ответа на поставленный вопрос необходимо пояснить определенные понятия, поэтому внимательно прочтите рубрику 4.
38.	Неправильно. В программе 20 было указано, что в 1 л воды растворяется 1000 л аммиака.
Следовательно, в одном кубическом метре воды должно растворяться 1000 м3 аммиака.
Переходите к рубрике 10.
21
39.	Неправильно. Аммиак-это соединение, имеющее формулу NH3. Азот, содержащийся в смешанном газе, совершенно необходим для синтеза аммиака в процессе Габера. Запишите уравнение синтеза аммиака
... + ... -> NH3
Проверьте составленное вами уравнение в рубрике 44.
40. Правильное уравнение имеет вид
	СО + Н2О -> со2 + н2
•	Какой химический смысл имеет это уравнение? Оно описывает окисление оксида углерода	-♦ 52
•	Оно описывает восстановление воды	->	29
•	Оно описывает окисление оксида углерода и одновременное восстановление воды	-> 63
Азот (II)
339
41.	Неправильно. Гидрокарбонат натрия вообще не реагирует с диоксидом углерода.
Если СО2 пропускать через водный раствор карбоната натрия, то в результате образуется гидрокарбонат натрия:
Na2CO3 + Н2О + СО2 -> 2NaHCO3
Дальнейшее продувание раствора дополнительным количеством СО2 не приведет к изменению этого продукта.
Как же можно превратить гидрокарбонат натрия в карбонат натрия промышленно экономичным способом?
•	Нагреванием	-> 15
•	Его реакцией с гидроксидом натрия ->	5
42.	Г абера водорода азота 500°С давлении Даже при этих условиях реакция протекает не полностью.
Непрореагировавшие исходные вещества извлекают из реакционной смеси и снова используют в процессе.
Получение исходных веществ для процесса Габера основывается на двух важных технических процессах.
1.	Процесс получения генераторного газа.
В этом процессе воздух пропускают над раскаленным коксом. Содержащийся в воздухе кислород реагирует с углеродом, образуя оксид углерода:
2С + О2 -> 2СО
Поскольку в этом процессе используется воздух, образующийся генераторный газ кроме оксида углерода должен содержать еще ....
Переходите к рубрике 33.
43.	Диоксид углерода не образуется ни при получении генераторного газа, ни при получении водяного газа. Следовательно, он не может содержаться и в смешанном газе.	'
Прочтите рубрику 42 еще раз.
21
44.	N2 + ЗН2 - 2NH3
Теперь ответьте на вопрос, поставленный в рубрике 13.
45.	Требуется сбалансировать уравнение
NH3 + О2 - NO + Н2О
В левой части уравнения находится NH3, содержащий 3 атома Н, тогда как в правой части уравнения находится Н2О, содержащая только 2 атома Н. Поэтому можно начать с введения коэффициента 2 для NH3, после чего
22*
340
Программа 21
уравнение должно принять вид
2NH3 + О2 -> 2NO + ЗН2О
Теперь в обеих частях уравнения число атомов N и Н одинаково, но кислород по-прежнему не сбалансирован! В правой части уравнения содержатся 5 атомов кислорода, а в левой части уравнения-только 2 атома кислорода. Если поставить перед О2 коэффициент 2, то в левой части уравнения будет недоставать одного атома кислорода, а если поставить коэффициент 3, то один атом кислорода окажется лишним.
Поэтому необходимо удвоить все коэффициенты в последнем уравнении:
4NH3 + О2 - 4NO + 6Н2О
Какой коэффициент необходимо теперь поставить перед О2? Запишите окончательный вид сбалансированного уравнения.
Проверьте ответ в рубрике 21.
46.	Неправильно. В программе 20 было указано, что в 1 л воды растворяется 1000 л аммиака.
Следовательно, в одном кубическом метре воды должно растворяться 1000 м3 аммиака.
Переходите к рубрике 10.
47.	Ваш ответ показывает, что вы неправильно поняли закон Авогадро. За разъяснениями обратитесь в рубрику 11.
48.	Нет, на первой стадии процесса Сольве, используемого для получения карбоната натрия, газообразный диоксид углерода продувают через водный раствор аммиака до насыщения. Образующийся при этом продукт представляет собой гидрокарбонат аммония.
Запишите уравнение реакции, протекающей на этой стадии, и проверьте его в рубрике 20.
21
Структурная формула NO имеет вид
N=O
Азот в NO двухвалентен.
NO, получаемый при каталитическом сгорании NH3, на второй стадии процесса реагирует с дополнительной порцией кислорода. Это происходит при комнатной температуре, и в результате образуется диоксид азота NO2.
NO + О2 -> NO2
Запишите это уравнение в сбалансированном виде и проверьте ответ в рубрике 61.
50.	Азот имеет: валентность 2 в NO валентность 3 в NH3 валентность 4 в NO2 валентность 5 в HNO3
Азот (П)
341
А теперь с целью повторения ответьте на следующий вопрос:
Какой из указанных ниже процессов используется для получения аммиака?
•	Контактный процесс •	Башенный процесс •	Процесс	получения	водяного	газа •	Процесс	Габера •	Процесс	получения	генераторного газа	-♦ 17 -> 67 -> 60 -> 26 -►	6
51.	Контактный газ состоит из следующих компонентов:
N2 (азот)
Н2 (водород)
СО2 (диоксид углерода)
Разберемся получше, где получаются эти компоненты.
Азот образуется при получении генераторного газа.
Водород содержится в водяном газе, а также образуется в результате реакции оксида углерода и пара в процессе получения контактного газа.
Диоксид углерода образуется в процессе получения контактного газа.
Благодаря большой растворимости в воде диоксида углерода его нетрудно под повышенным давлением вымыть из контактного газа.
Остающиеся азот и водород являются исходными веществами для синтеза аммиака.
Какое сырье используется для синтеза аммиака?
•	Воздух, вода и уголь	-»	25
•	Водяной газ и генераторный	газ	->	37
•	Водород и азот	-»•	14
52.	Ваш ответ правилен, но неполон.
Посмотрите еще раз на обсуждаемое уравнение: СО + Н2О -> СО2 + Н2
В реакции, которую описывает это уравнение, несомненно, происходит окисление оксида углерода до диоксида углерода, поскольку СО2 содержит вдвое больше кислорода, чем СО. Однако одновременно с этим происходит и восстановление воды, поскольку от воды отщепляется ....
Завершите последнее предложение и переходите к рубрике 63.
21
53.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 45.
54.
4NO2 +
ДИОКСИД азота
2Н2О + О2 -вода	кислород
4HNO3
азотная
кислота
Приведем еще раз уравнения всех трех стадий производства азотной кислоты:
Стадия I: 4NH3 + 5О2 - 4NO + 6Н2О
Стадия II: 2NO + О2 -> 2NO2
Стадия III: 4NO2 + 2Н2О + О2 -> 4HNO3
342
Программа 21
При обсуждении производства азотной кислоты из аммиака мы упоминали наиболее важные валентности азота, которые он проявляет в своих соединениях.
	Какие валентности	имеет азот в своих соединениях?
•	2, 3 и 5	36
•	Только 3	9
•	Только 5	-► 19
•	2, 3, 4, 5 и 6	-> 28
•	3 и 5	- 23
•	2, 3, 4 и 5	- 66
55.	Процесс Габера.
Правая часть общего уравнения для процесса Сольве указывает образующиеся в нем конечные продукты, а именно:
Карбонат натрия: Na2CO3
Хлорид аммония: NH4C1
Карбонат натрия используется затем во множестве химических процессов, а хлорид аммония находит применение в качестве удобрения.
Мы уже упоминали другие аммонийные соли, которые служат в качестве удобрений. Речь идет об аммонийных солях серной и угольной кислот.
Запишите названия и формулы солей этих кислот.
Проверьте ответ в рубрике 8.
56.	Совершенно верно. Три объема водорода реагируют с одним объемом азота, образуя два объема аммиака:
ЗН2 + N2 -> 2NH3
21
Хотя это уравнение может показаться простым, саму реакцию осуществить на практике очень сложно. Для ее протекания необходимы повышенные температуры порядка 500°С, а также очень высокое давление (несколько сотен атмосфер). Кроме того, приходится пользоваться специальными катализаторами. И даже при таких условиях реакция между водородом и азотом протекает не полностью. Из реакционной смеси выделяют исходные вещества и снова используют их в процессе. Аммиак извлекают из реакционной смеси, растворяя его в воде.
Завершите теперь следующие предложения:
Аммиак получают при помощи процесса ... из ... и .... Эти два газа реагируют друг с другом при высокой температуре (...°C) и высоком ...
в присутствии специального катализатора. Переходите к чтению рубрики 42.
57.	1. Белки состоят из сложных азотсодержащих органических соединений.
2.	Люди и животные получают достаточные количества азота, необходимого для их- питания, из растительных и животных белков.
3.	Растения получают азот, необходимый им для синтеза белков, из имеющихся в почве соединений азота.
4.	Представление о необходимости искусственного удобрения почвы ввел Юстус Либих.
Аммиак используется не только в процессе Сольве и для получения
Лют (II)
343
удобрений: он используется также в качестве исходного вещества для производства азотной кислоты.
Запишите молекулярную формулу азотной кислоты.
Проверьте ответ в рубрике 64.
58.	Совершенно верно.
Еще раз приведем уравнения всех трех стадий процесса Сольве:
Стадия I: NH3 + Н2О + СО2 -» NH4HCO3
Стадия И: NH4HCO3 + NaCl -> NaHCO3 + NH4C1
Стадия III: 2NaHCO3 -+ Na2CO3 + H2O + CO2
Диоксид углерода, выделяющийся на третьей стадии, может быть снова использован на первой стадии.
Запишите теперь в свою тетрадь уравнение третьей стадии, чтобы иметь уравнения всех трех стадий процесса Сольве.
После этого удвойте уравнения для первой и второй стадий, поставив коэффициент 2 перед формулой каждого соединения в этих уравнениях. Затем просуммируйте отдельно левые и правые части всех трех уравнений, чтобы получить полное уравнение всего процесса. Проверьте полученное полное уравнение процесса Сольве в рубрике 65.
59.	Ваш ответ показывает, что вы неправильно поняли закон Авогадро. За разъяснением обратитесь в рубрику 11.
60.	Неправильно. В процессе получения водяного газа над раскаленным коксом пропускают пар. Продуктами этого процесса являются Н2 и СО.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 50.
61.	2NO + О2 -> 2NO2
Запишите теперь структурную формулу NO2. Какова валентность азота в NO2?
Переходите к рубрике 12.
62.	1. Контактный процесс
Производство серной кислоты окислением диоксида серы кислородом в присутствии катализаторов.
2.	Башенный процесс
Производство серной кислоты окислением диоксида серы до триоксида серы с участием диоксида азота.
3.	Процесс получения водяного газа
Получение водорода и оксида углерода в результате реакции кокса и пара.
4.	Процесс получения генераторного газа
Получение смеси оксида углерода и азота в результате реакции кокса и воздуха.
Конец программы 21.
344
Программа 21
63.	Совершенно верно. Одновременно с окислением оксида углерода происходит и восстановление воды. Кислород отщепляется от воды.
Этот процесс проводится в промышленных условиях пропусканием смешанного газа и пара над поверхностью специально подобранных катализаторов (иначе, контактов) при высокой температуре. Образующийся в результате газ называется контактный газ.
Перечислите компоненты контактного газа.
Проверьте ответ в рубрике 51.
64.	Азотная кислота: HNO3.
Азот в азотной кислоте пятивалентен.
Процесс получения азотной кислоты тоже состоит из нескольких стадий.
На первой стадии смесь аммиака и воздуха при высокой температуре пропускают над катализатором. На этой стадии происходит «сгорание» аммиака:
NH3 + О2 -> NO + Н2О
Постарайтесь сбалансировать это уравнение. Какие коэффициенты необходимо вставить в него?
Пропущенные коэффициенты имеют следующие значения:
Перед NH3 Перед О2 Перед NO Перед Н2О
•	2	4	2	3	53
•	4	4	4	4	-> 34
•	4	5	4	6 .	-> 21
•	Получены другие коэффициенты			-> 45
65.	2NH3 + 2Н2О + 2СО2 + 2NH4HCO3 + 2NaCl + 2NaHCO3 2NH4HCO3 + 2NaHCO3 + 2NH4C1 + Na2CO3 + H2O + CO2
21
После взаимного сокращения одинаковых членов (формул соединений со стоящими перед ними коэффициентами) в левой и правой частях этого общего уравнения получается следующее уравнение:
2NH3 + Н2О + СО2 + 2NaCl Na2CO3 + 2NH4C1
Последнее уравнение содержит в левой части все исходные вещества для процесса Сольве, а именно:
NaCl (поваренная соль), которую получают из соляных залежей.
СО2, который получают в результате полного сгорания углерода.
NH3 + Н2О-это просто водный раствор аммиака.
Запишите название процесса, используемого для получения аммиака.
Проверьте ответ в рубрике 55.
66.	Совершенно верно. В различных соединениях азот проявляет валентности 2, 3, 4 и 5. Однако наиболее важными из его валентностей являются 3 и 5.
Азот (II)
345
Запишите теперь названия и формулы азотсодержащих соединений, в которых азот проявляет каждую из названных выше валентностей.
Переходите к рубрике 50.
67.	Неправильно. Башенный процесс используется для производства серной кислоты. В этом процессе диоксид серы окисляется до триоксида серы при участии диоксида азота.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 50.
Программа 22
Азот (Ш)
1.	Это последняя программа, в которой мы будем рассматривать соединения азота.
Как вам уже известно, азот соединяется с кислородом, образуя ряд соединений, называемых оксиды азота', важнейшие из них-оксид азота и диоксид азота.
Запишите структурные формулы этих двух оксидов азота.
Проверьте их в рубрике 13.
2.	Процессы получения азотной кислоты основаны на двух реакциях:
1.	4NO2 + 2Н2О + О2 -> 4HNO3
2.	NaNO3 + H2SO4 -> HNO3 + NaHSO4
Когда нитрат натрия реагирует с серной кислотой, помимо азотной кислоты получается еще гидросульфат натрия.
Последнюю реакцию можно проводить и таким способом, чтобы в результате получался сульфат натрия, Na2SO4.
Запишите уравнение соответствующей реакции.
Проверьте ответ в рубрике 42.
3.	Неправильно. Напомним, что в правильно составленном уравнении левая и правая части должны содержать одинаковое число атомов каждого элемента. Проверьте, выполняется ли это условие в записанном вами уравнении, и вы сможете прийти к правильному ответу.
Вернитесь к рубрике 14.
4.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь к рубрике 23.
5.	Совершенно верно! При горении пороха сера окисляется до диоксида серы, а углерод-до диоксида углерода.
Познакомимся теперь еще с некоторыми нитратами. Важнейшими из них являются нитрат аммония и нитрат серебра.
Нитрат аммония NH4NO3 получают в промышленности в больших количествах, нейтрализуя аммиак азотной кислотой. Это чрезвычайно ценное удобрение, поскольку оно содержит очень много азота.
Нитрат серебра AgNO3 используется как аналитический реактив для обнаружения хлорид-ионов. При добавлении к раствору, содержащему хлорид-ионы, нитрата серебра появляется белый хлопьевидный осадок.
Как пример приведем реакцию хлорида натрия с нитратом серебра:
NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3
Запишите уравнение реакции AgNO3 с НО.
Проверьте его в рубрике 21.
Азот (III)
347
6.	KNO2 называется нитрит калия.
Кислород, высвобождающийся при нагревании нитрата калия, разумеется, вступает в реакцию с другими веществами.
2KNO3 2KNO2 + О2
По этой причине нитраты можно охарактеризовать как:
Восстановители	-►	39
Окислители	->	17
Катализаторы	-»	28
7.	Неправильно. Хотя при горении пороха действительно выделяется диоксид углерода, триоксид серы при этом не образуется.
За разъяснением обратитесь в рубрику 20.
8.	NO2-бурый, чрезвычайно ядовитый газ.
Его легко опознать по характерному бурому цвету.
В отличие от него оксид азота NO бесцветен. Однако, если он вытекает из сосуда или из прибора, это можно немедленно обнаружить.
Каким образом можно обнаружить утечку NO?
Запишите ответ, а затем переходите к рубрике 45.
9,	Проверьте ответ:
Стадия I: 4NH3 + 5О2 -» 4NO + 6Н2О
Стадия II: 4NO + 2О2 -» 4NO2
Стадия III: 4NO2 + О2 + 2Н2О - 4HNO3
Суммируя порознь левые и правые части этих трех уравнений, вы получите новое уравнение. Если затем исключить из него те вещества, которые присутствуют одновременно в левой и правой частях нового уравнения, получится общее уравнение этого важного синтеза.
Запишите это общее уравнение, которое получится у вас в результате, и проверьте его в рубрике 18.
10.	гидросульфат натрия
Кратко опишите два метода получения азотной кислоты, с которыми мы познакомились. Постарайтесь правильно назвать вещества, используемые и получаемые в этих процессах.
Проверьте ответ в рубрике 16.
11.	Нитриты образуются при нагревании нитратов.
Азотистая кислота может быть получена только в виде сильно разбавленных растворов. Она очень неустойчива и легко разлагается на оксиды азота и воду. Химическая формула азотистой кислоты HNO2.
При работе с нитритами нужно соблюдать большую осторожность!
Если нитриты приходят в соприкосновение с кислотами, образуется чрезвычайно ядовитый газ-диоксид азота. Будьте осторожны!
348
Программа 22
Появление NO2 при добавлении кислот к нитритам как раз и используется в качестве аналитической пробы на нитриты.
Какую окраску имеет диоксид азота?
•	Бурую	->	44
•	Желтую	-+
•	Бесцветен	->	35
12.	HNO3 -> Н+ + no;
По мере разбавления азотная кислота постепенно теряет способность быть окислителем. Разбавленная азотная кислота ведет себя просто как любая другая сильная кислота.
Какая соль образуется в реакции разбавленной азотной кислоты с цинком? Указание: цинк (Zn) образует двухзарядные положительные ионы.
Запишите уравнение этой реакции и назовите образующуюся соль. Проверьте ответ в рубрике 43.
13.	N=O	О=N-O
Мы уже обсуждали получение оксида азота каталитическим сжиганием аммиака.
Запишите уравнение этой реакции.
Проверьте его в рубрике 32.
14.	2NO + О2 - 2NO2
Когда диоксид азота реагирует с водой в присутствии кислорода, то образуется азотная кислота. Несбалансированное уравнение этой реакции
NO2 + Н2О + О2 -> 4HNO3
В левой части этого уравнения пропущены коэффициенты, поэтому оно не сбалансировано.
Какие коэффициенты должны быть записаны перед NO2, Н2О и О2?
Перед NO2 Перед Н/) Перед О2
•	2	2	—	—>	25
•	4	2	—	—>	46
•	4	4	2	—>	36
•	2	4	2	—>	3
15.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 23.
16.	Процессы получения азотной кислоты основаны на двух следующих реакциях:
1.	Реакция диоксида азота с водой и кислородом.
2.	Реакция натриевой (чилийской) селитры с серной кислотой. Побочным продуктом этой реакции является гидросульфат натрия.
Запишите еще раз уравнения реакций, используемых в этих двух процессах, а затем переходите к чтению рубрики 2.
Азот (HI)
349
17.	Совершенно верно. Нитраты являются окислителями. Окислительная способность нитратов используется для изготовления пороха и взрывчатых веществ.
Порох представляет собой смесь нитрата калия, серы и угольного порошка. Когда он горит, сера и уголь реагируют с кислородом, выделяемым нитратом калия. Продуктами реакции являются образующиеся при горении газы, которые очень сильно расширяются, потому что в этой реакции выделяется много тепла. В результате, если порох загорается в патроне, он взрывается. Если же поджечь небольшое количество пороха на открытой тарелке, произойдет безвредное выделение клубка газа, поскольку в этом случае продукты сгорания находят свободный выход.
Какие продукты сгорания образуются при горении пороха?
•	Диоксид углерода	и триоксид серы	->	7
•	Диоксид углерода	и диоксид серы	-»	5
•	Оксид углерода и	триоксид серы	-»	41
•	Оксид углерода и	диоксид серы	->	29
18.	4NH3 + 8О2 + 4NO + 4NO2 + 2Н2О -♦
-> 4NO + 6Н2О + 4NO2 + 4HNO3
Суммарное уравнение
4NH3 + 8О2 -» 4HNO3 + 4Н2О
или после деления на 4
NH3 + 2О2 - HNO3 + Н2О
Концентрированная азотная кислота представляет собой приблизительно 60%-ный раствор HNO3 в воде. Она является сильным окислителем. Но она становится еще более сильным окислителем в смеси с концентрированной соляной кислотой. Такая смесь называется царская водка, потому что она способна растворять даже «царя металлов»-золото.
При обращении с концентрированной азотной кислотой и царской водкой нужно соблюдать большую осторожность, потому что они являются чрезвычайно едкими жидкостями.
Кратко опишите важнейшие свойства концентрированной азотной кислоты и царской водки. Затем переходите к чтению рубрики 30.
22
19.	Оксид азота-бесцветное газообразное вещество, которое очень легко реагирует с кислородом:
2NO + О2 -> 2NO2
Диоксид азота представляет собой бурый, чрезвычайно ядовитый газ. Это очень коварный газ, потому что можно успеть вдохнуть большое количество его, не заметив никаких болезненных проявлений. Действие диоксида азота обнаруживается лишь через несколько часов, нередко слишком поздно, чтобы можно было что-либо предпринять.
Поэтому необходимо быть крайне осторожным при работе с диоксидом азота!
Кратко перечислите важнейшие свойства NO2.
Проверьте ответ в рубрике 8.
350
Программа 22
20.	Прежде всего напомним, что порох представляет собой смесь нитрата калия, серы и угольного порошка.
При зажигании пороха нитрат калия выделяет часть своего кислорода, а сера и уголь реагируют с этим кислородом. Оба этих вещества, разумеется, при этом окисляются.
Сера, вообще говоря, может окисляться в диоксид серы или в триоксид серы. Однако ее окисление до триоксида серы затруднено и возможно лишь в присутствии катализаторов.
При горении пороха, разумеется, нет никакого катализатора, и поэтому сера окисляется лишь до диоксида серы.
Углерод может окисляться до оксида углерода или до диоксида углерода. Оксид углерода образуется только при неполном сгорании углерода. Поскольку в горящем порохе имеется достаточное количество кислорода, выделяемого нитратом калия, углерод в этих условиях окисляется до диоксида углерода.
Завершите следующее предложение:
При горении пороха сера окисляется до .....,	а углерод до .....
Проверьте ответ в рубрике 5.
21.	Проверьте уравнение:
НС1 + AgNO3 -► AgCl + HNO3
Важно помнить, что, прежде чем анализировать любой раствор на наличие в нем хлорид-ионов, следует сначала подкислить этот раствор разбавленной азотной кислотой и только после этого приливать к нему раствор нитрата серебра. Это необходимо делать потому, что существуют некоторые ионы, которые образуют белый осадок, соединяясь с ионами серебра в нейтральных или слабощелочных растворах. Предварительное подкисление анализируемого раствора предотвращает образование в нем любого осадка, который не содержит хлорид-ионов.
Запишите уравнение реакции СаС12 с AgNO3.
Проверьте его в рубрике 33.
22
22.	Испытуемый раствор смешивают с раствором сульфата железаЩ) и затем осторожно приливают в пробирку концентрированную серную кислоту, чтобы образовался нижний слой кислоты. Коричневое кольцо, появляющееся между двумя слоями жидкости, указывает на наличие в испытуемом растворе какого-нибудь нйтрата или азотной кислоты.
Вернемся теперь к азотистой кислоте. Мы указывали уже, что ее соли называются нитриты. Эти соли образуются при ... нитратов. При этой реакции выделяется газообразный кислород.
Завершите эти предложения и проверьте ответ в рубрике 11.
23.	Если поместить рядом формулы нитрата натрия и азотной кислоты
NaNO3 HNO3
то сразу видно, что оба этих соединения содержат нитрат-ион и, следовательно, одинаковое число атомов кислорода.
При окислении элемент или соединение соединяется с кислородом, а при восстановлении теряет кислород. Ни окислением, ни восстановлением нельзя
А ют (III)	75 j
получить азотную кислоту из нитрата натрия.
Напомним, что нитрат натрия-это соль азотной кислоты. Нам требуется получить кислоту из ее соли.
Учитывая это, попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 46.
24.	Неправильно. Окраска диоксида азота темнее. Диоксид азота бурый, а оксид азота ....
Завершите это предложение и проверьте ответ в рубрике 44.
25.	Неправильно. Напомним, что в правильно составленном уравнении левая и правая части должны содержать одинаковое число атомов каждого элемента.
Это условие выполнено в составленном вами уравнении только для
водорода. Проверьте еще раз коэффициенты перед NO2 и О2.
Вернитесь к рубрике 14.
26.	Совершенно верно. Менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту из ее соли.
Эта реакция описывается следующим уравнением:
NaNO3 + H2SO4 -► HNO3 + NaHSO4
Как называется соль, образующаяся вместе с азотной кислотой?
•	Гидросульфат натрия	->	10
•	Сульфат натрия	->	37
27.	Проверьте ответы:
1.	NO и NO2.
2.	а) Из чилийской селитры и серной кислоты NaNO3 + H2SO4 -> HNO3 + NaHSO4
б) Из диоксида азота, кислорода и воды 4NO2 + О2 + 2Н2О -» 4HNO3
3.	4NH3 + 5О2 -> 4NO + 6Н2О
4.	N2 + О2 -» 2NO
5.	Оксиды азота-чрезвычайно ядовитые соединения.
6.	Концентрированная азотная кислота-очень едкая жидкость.
7.	При смешении нитритов с кислотами образуются очень ядовитые оксиды азота.
8.	Соли азотистой кислоты называются нитриты.
Соли азотной кислоты называются нитраты.
Ниже приведен ряд дополнительных вопросов:
9.	Как можно выполнить аналитическую пробу на нитрат?
10.	Приведите несколько примеров важнейших удобрений.
11.	Как можно выполнить аналитическую пробу на нитрит?
12.	Запишите уравнения реакций, на которых основаны процессы получения:
а)	генераторного газа и
б)	водяного газа.
22
Программа 22
13.	Из каких компонентов состоит:
а)	генераторный газ,
в)	водяной газ и
г)	смешанный газ?
14.	Какой процесс используется для промышленного синтеза аммиака? Укажите название этого процесса, запишите уравнение реакции, на которой он основан, и укажите условия, при которых проводится эта реакция.
15.	Как выполнить аналитическую пробу на ион аммония в аммонийных соединениях? Запишите уравнение соответствующей реакции, взяв в качестве примера сульфат аммония.
16.	Какова валентность азота в следующих соединениях:
а)	азотная кислота,
б)	аммиак,
в)	нитрит натрия и
г)	оксид азота?
17.	Завершите следующие уравнения:
a)	HNO3 + NH4OH - ...
тепло
б)	KNO3-----> ...
в)	NH4C1 + ... - NH3 + Н2О + NaCl
Проверьте ответы в рубрике 40.
28.	Неправильно. Катализатором называется вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но которое в конце реакции остается в той же форме, что и до начала реакции.
Запишите на память это определение.
Самый первый катализатор, с которым мы познакомились, был диоксид марганца. Он ускоряет получение кислорода при нагревании хлората калия, но сам совершенно не изменяется при этом.
Однако при нагревании KNO3 происходят вполне очевидные изменения!
Прочтите рубрику 6 еще раз.
29.	Неправильно. Хотя при горении пороха действительно выделяется диоксид серы, оксид углерода при этом не образуется.
За разъяснениями обратитесь в рубрику 20.
30.	Концентрированная азотная кислота является сильным окислителем. Осторожно-это очень едкая жидкость!
Царская водка-это смесь концентрированных азотной и соляной кислот. Она способна растворять даже золото. Осторожно-это очень едкая жидкость!
В воде азотная кислота диссоциирует на однозарядные отрицательные нитрат-ионы.
Запишите уравнение этой диссоциации.
Проверьте ответ в рубрике 12.
Азот (III)
353
31.	1. Азо/п + Кислород	.
г разряд
xN0
2.	Аммиак + Кислород -Ла^^°Р S ^Кислород
| + вода + Кислород
3.	Нитрат натрия + Серная кислота —*- HN03
Наиболее важен второй из перечисленных здесь процессов получения азотной кислоты (окисление аммиака). Этот процесс состоит из трех стадий. Ниже приведены незавершенные уравнения реакций для каждой стадии.
I.	NH3 + 5О2 -> 4NO + ...
П. 4NO + О2 -> NO2
III.	NO2 + 2Н2О + ... - 4HNO3
Завершите эти уравнения и проверьте ответ в рубрике 9.
32.	4NH3 + 5О2 -> 4NO + 6Н2О
Если вы неправильно составили это уравнение, посмотрите внимательно на приведенный выше правильный вариант и перепишите его себе в тетрадь. Эта реакция протекает при высокой температуре и в присутствии катализатора.
Получение NO из простых веществ-азота и кислорода-возможно только при определенных условиях, поскольку азот обладает малой реакционной способностью. Надлежащие условия могут быть созданы при пропускании электрического разряда через смесь азота и кислорода. Тепло, выделяющееся в этих условиях, обеспечивает возможность протекания реакции.
Азот и кислород соединяются друг с другом, образуя оксид азота в соответствии с уравнением
N2 + О2 -> 2NO
Оксид азота-бесцветный газ, который очень легко реагирует с кислородом.
Опишите свойства оксида азота, а затем запишите уравнение реакции оксида азота с кислородом. Проверьте ответ в рубрике 19.
33.	СаС12 + 2AgNO3 -> 2AgCl + Ca(NO3)2.
После того как мы познакомились с аналитической пробой на хлорид-ионы при помощи нитрата серебра, перейдем к описанию аналитической пробы на азотную кислоту и ее соли (нитраты).
Испытуемый раствор смешивают в пробирке с раствором сульфата железа(П), FeSO4. Затем в него осторожно, по стенке пробирки, наливают несколько миллилитров чистой концентрированной серной кислоты, так чтобы она образовала нижний слой. Для этого наклоняют пробирку дод углом 45° и дают кислоте стекать тонкой струйкой по стенке пробирки и собираться на дне пробирки. Если эту операцию выполнять осторожно, концентрированная серная кислота не будет смешиваться с испытуемым раствором, поскольку она имеет большую плотность, чем раствор. В пробирке образуются два слоя жидкости: нижний из концентрированной серной кислоты и верхний из испытуемого раствора. Если в растворе присутствуют азотная кислота или какой-нибудь нитрат, между двумя слоями жидкости возникает коричневое кольцо.
22
23-1073
354	Программа 22
Кратко опишите, как проводится аналитическая проба на азотную кислоту или нитраты.
Проверьте ответ в рубрике 22.
34.	Азотистую кислоту можно получить только в виде очень разбавленных растворов. Эта кислота чрезвычайно неустойчива и легко разлагается.
Азотистая кислота имеет формулу HNO2; ее соли называются нитриты.
Чтобы проверить, как вы усвоили материал всех трех программ, посвященных азоту, дайте письменные ответы на следующие вопросы. Проверить ответы можно в рубрике 27. Однако перед проверкой рекомендуем внимательно прочесть все ваши ответы, чтобы исключить из них возможные ошибки.
1.	Какие оксиды азота вы знаете?
2.	Какими способами можно получать азотную кислоту? Запишите уравнения соответствующих реакций.
3.	Запишите уравнение горения аммиака в присутствии катализатора.
4.	Запишите уравнение реакции между N2 й О2 в электрическом разряде.
5.	Почему при работе с оксидами азота необходимо соблюдать осторожность?
6.	Почему при работе с концентрированной азотной кислотой необходимо соблюдать особую осторожность?
7.	Почему необходимо соблюдать осторожность при соприкосновении нитритов с кислотами?
8.	Как называются соли азотистой и азотной кислот?
Проверьте ответы в рубрике 27.
35.	Неправильно. Диоксид азота бурый, а оксид азота .... Завершите это предложение и проверьте ответ в рубрике 44.
36.	Неправильно. Напомним, что в правильно составленном уравнении левая и правая части должны содержать одинаковое число атомов каждого элемента. Это условие выполнено в составленном вами уравнении только для азота.
Проверьте еще раз коэффициенты перед Н2О и О2.
Вернитесь к рубрике 14.
22
37.	Неправильно. Соединение NaHSO4 содержит еще некоторое количество водорода. Поэтому данное соединение представляет собой......
Завершите это предложение и проверьте ответ в рубрике 10.
38.	Неправильно. Мы уже обсуждали ряд электролитических процессов.
В таких процессах электролизуемые вещества всегда расщепляются на составные части. Так, электролиз соляной кислоты дает водород и хлор, а при электролизе воды получаются водород и кислород.
Напомним, что нитрат натрия является солью азотной кислоты. Наша задача заключается в том, чтобы высвободить кислоту из ее соли. Как это можно сделать?
•	При помощи реакции соли	с серной кислотой	-♦	26
•	Окислением соли	-♦	4
•	Восстановлением соли	->	15
Азот (III)
355
39.	Неправильно. Окисление представляет собой химический процесс, в котором вещество соединяется с кислородом. Вещества, содержащие кислород, необходимый для протекания этого химического процесса, называются окислители.
Прочтите еще раз рубрику 6.
40.	Проверьте ответы:
9.	Смешать испытуемый раствор с раствором сульфата железа (II). Налить в пробирку под этот смешанный раствор слой концентрированной серной кислоты. При наличии в испытуемом растворе нитрата на поверхности раздела слоев образуется коричневое кольцо.
10.	NaNO3, KNO3, NH4NO3, (NH4)2SO4.
11.	Выделение оксидов азота при подкислении испытуемого вещества свидетельствует о наличии в нем нитритов.
12.	а) 2С + О2 -» 2СО
б)	С + Н2О -► СО + Н2
13.	а) СО, N2
б)	СО, н2
в)	СО, N2, Н2
14.	Процесс Габера:
N2 + ЗН2 -> 2NH3
500°С и давление выше 200 атм.
15.	(NH4)2SO4 + 2NaOH -► Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
Выделяется NH3, который обнаруживается по запаху или при помощи лакмусовой бумаги.
16.	а) В HNO3 азот пятивалентен.
б)	В NH3 азот трехвалентен.
в)	В NaNO2 азот трехвалентен.
г)	В NO азот двухвалентей.
17.	a) HNO3 + NH3 + Н2О -> NH4NO3 + Н2О
б)	2KNO3 -> 2KNO2 + О2
в)	NH2C1 + NaOH -> NH3 + Н2О + NaCl
Если вы совсем не смогли ответить по крайней мере на два из этих вопросов или сделали ошибки более чем в трех ответах, рекомендуем вам еще раз проработать все три программы, посвященные азоту.
Конец программы 22.
22
41.	Неправильно. При горении пороха не образуются ни оксид углерода, ни триоксид серы.
За разъяснением обратитесь в рубрику 20.
23*
356
Программа 22
42.	2NaNO3 + H2SO4 - 2HNO3 + Na2SO4
Большую часть производимой азотной кислоты в действительности получают не из нитрата натрия, а из диоксида азота. В странах, имеющих относительно дешевые источники электроэнергии, NO, необходимый для производства NO2, получают просто соединением азота и кислорода в электрическом разряде.
Однако более экономичен процесс, включающий каталитическое сжигание аммиака:
4NH3 + 5О2 -» 4NO + 6Н2О
Срисуйте в свою тетрадь приведенную ниже диаграмму, которая показывает различные способы получения азотной кислоты. Вставьте в нее пропущенные названия веществ.
1.	... + Кислород г разряд NO
2	. . . + Кислород м™™3™0? Z | * Кислород no2 | + вода + Кислород
3.	. . . + Серная кислота--- Н1МО3
Сверьте полученную диаграмму с приведенной в рубрике 31.
22
с соединениями азота:
HNO3 (устойчивая кислота)
HNO2 (неустойчивая кислота) NH3, или H3N (основание).
43.	Zn + 2HNO3 -> Zn(NO3)2 + Н2 нитрат цинка
Ранее при рассмотрении соединений серы были описаны следующие соединения:
Серная кислота H2SO4 (устойчивая кислота)
Сернистая кислота H2SO3 (неустойчивая кислота)
Сероводородная кислота H2S (слабая, устойчивая кислота) Теперь мы познакомились Азотная кислота Азотистая кислота Аммиак
Соли серусодержащих кислот:
Соли серной кислоты называются сульфаты.
Соли сернистой кислоты называются сульфиты.
Соли азотсодержащих кислот:
Соли азотной кислоты называются нитраты.
Соли азотистой кислоты называются нитриты.
Упоминавшийся ранее нитрат натрия встречается в природе в виде натриевой (чилийской) селитры. Как и нитрат калия (калиевая селитра), он используется в качестве минерального удобрения.
При нагревании нитратов натрия или калия часть кислорода уходит из молекулы. В качестве примера приведем соответствующее уравнение для нитрата калия
2KNO3 -т* 2KNO2 + О2
Запишите название соединения KNO2.
Проверьте ответ в рубрике 6.
Азот (HI)
357
44.	Совершенно верно. Диоксид азота NO2-бурый газ, а оксид азота NO - бесцветный.
Завершите следующие предложения:
Азотистую кислоту можно получить только в виде очень
... (разбавленных/концентрированных) растворов. Эта кислота чрезвычайно
... (устойчива/неустойчива) и ... (легко/с трудом) разлагается.
Азотистая кислота имеет формулу ... (HNO3/HNO2); ее соли называются ... (нитраты/нитриты).
Проверьте ответ в рубрике 34.
45.	Ваш ответ правилен, если вы вспомнили, что NO, вытекающий в воздух, немедленно соединяется с кислородом воздуха, образуя NO2. Следовательно, утечку легко обнаружить по бурому цвету газа.
Запишите уравнение происходящей реакции, а затем проверьте его в рубрике 14.
46.	Совершенно верно. Сбалансированное уравнение должно иметь вид
4NO2 + 2Н2О + О2 -> 4HNO3
Рассмотрим еще один процесс получения азотной кислоты. Исходным веществом для этого процесса является чилийская селитра, иначе, натриевая селитра, или нитрат натрия.
	Как можно получить азотную кислоту из нитрата натрия?		
•	Посредством электролиза	—>	38
•	Путем ее реакции с серной кислотой	—>	26
•	Посредством окисления	—>	4
•	Посредством восстановления	—>	15
47.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 23.
22
Программа 23
Хлор и его соединения
1.	Элемент хлор уже неоднократно упоминался в предыдущих программах. Начнем с краткого напоминания того, что говорилось ранее о хлоре. Помните ли вы что-нибудь о физических свойствах хлора? Если помните, то вам нетрудно будет ответить на следующий вопрос:
Что представляет собой хлор?
•	Металл	->	5
•	Неметалл	->	8
•	Ни то ни	другое	->	11
2.	Ваш ответ почти правилен. Соединение (НО), образующееся при реакции хлора с водородом, называется, однако, хлороводород. Водный раствор хлороводорода называется хлороводородная, или соляная, кислота.
Переходите к чтению рубрики 23.
3.	Правильно. Хлор получают электролизом водного раствора хлорида натрия. Однако, если в наличии имеются достаточно большие количества хлороводорода, можно также получать хлор электролизом соляной кислоты.
Мы уже обсуждали электролиз водных растворов хлорида натрия. Какие продукты получаются в этом процессе кроме хлора?
•	Едкий натр	->	7
•	Едкий натр и водород	->	10
•	Натрий и водород	-»	18
4.	Неправильно. Переходите к чтению рубрики 19.
5.	Неправильно. Переходите к чтению рубрики 14.
23
6.	Неправильно. Перепишите в свою тетрадь следующие предложения:
Для проведения аналитической пробы на хлороводородную (соляную) кислоту и хлориды нужно предварительно подкислить испытуемый раствор азотной кислотой, а затем прилить к нему раствор нитрата серебра. Появление белого хлопьевидного осадка хлорида серебра свидетельствует о наличии в анализируемом растворе хлорид-ионов.
Конец программы 23.
7.	Вы дали неполный ответ. При электролизе водного раствора хлорида натрия кроме хлора и едкого натра образуется еще водород.
Завершите следующее предложение:
При электролизе водного раствора хлорида натрия образуются ..., .......
и ... .
Проверьте ответ в рубрике 10.
Хлор и его соединения
359
8.	Совершенно верно! Хлор является неметаллом. Это зеленоватый, удушливый газ.
Хлор очень ядовит.
Хлор имеет большую плотность, чем воздух.
Хлор обладает большой реакционной способностью, он легко соединяется с другими простыми веществами, как, например:
Водород
Натрий
Калий
Запишите уравнения реакций хлора с водородом, натрием и калием.
Какие вещества образуются при этом?
•	Соляная кислота, хлорид натрия, хлорид калия	-»	2
•	Хлороводород, оксид натрия, оксид калия	-»	13
•	Хлороводород, хлорид натрия, хлорид калия	->	23
9.	Ваш ответ не вполне правилен. Хотя хлор можно получить электролизом соляной кислоты, такой процесс экономичен только в условиях, когда располагают очень большими количествами хлороводорода. Обычно для получения хлора проводят электролиз водного раствора хлорида натрия.
Хлорид натрия, как известно, существует в природе в очень больших количествах.
Переходите к чтению рубрики 3.
10.	При электролизе водного раствора хлорида натрия образуются хлор, едкий натр и водород.
До сих пор мы обсуждали только одну хлорсодержащую кислоту.
Запишите название и формулу этой кислоты. К какому типу кислот она относится?
•	Одноосновная кислота	->	17
•	Двухосновная кислота	->	20
•	Трехосновная кислота	-»	24
11.	Бессмысленный ответ. Каждый химический элемент принадлежит либо к металлам, либо к неметаллам.
Переходите к чтению рубрики 14.
12.	В вашем ответе неправильно указана только валентность хлора в хлорноватистой кислоте. Запишите структурную формулу хлорноватистой кислоты (НОС1). После этого вам останется всего лишь подсчитать число валентных связей, исходящих из атома хлора.
Вернитесь еще раз к рубрике 53.
13.	Неправильно. Вопрос касался реакций хлора с водородом, натрием
и калием. Поскольку ни в одной из этих реакций не участвует кислород, в них не могут образовываться никакие оксиды.
Прочтите еще раз рубрику 8.
360
Программа 23
14.	Металлы хорошо проводят тепло и электрический ток. Они имеют блестящую поверхность и при нормальных условиях всегда твердые. (Единственным исключением из этого правила является ртуть, которая при нормальных условиях находится в жидком состоянии.)
Неметаллы плохо проводят тепло и электрический ток. При нормальных условиях неметаллы могут находиться в газообразном, жидком или твердом состояниях. (Единственный жидкий при нормальных условиях неметалл-бром.) Неметаллы нередко обладают заметной окраской.
Хлор-зеленоватый, удушливый и ядовитый газ.
Завершите теперь следующее предложение:
Хлор является ... (металлом/неметаллом).
Переходите к чтению рубрики 8.
15.	Неправильно. Если нагревать раствор хлорида натрия, то холодный раствор станет горячим. Продолжительное нагревание заставит воду испариться. На дне сосуда останется твердый хлорид натрия. Следовательно, в этом случае вообще происходит не химический процесс, а только физический процесс.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 23.
16.	Неправильно. Вы указали правильно только валентность хлора в НО. Вы только что записывали структурные формулы хлорноватой и хлорной кислот. Запишите теперь еще структурную формулу хлорноватистой кислоты (НОС1).
После этого вам останется лишь подсчитать число валентных связей, исходящих из атома хлора в каждой из этих кислот.
Вернитесь еще раз к рубрике 53.
17.	Хлороводород НС1 является одноосновной кислотой.
Хлороводород можно полечить из хлора и водорода. Однако делать это следует с большой осторожностью, потому что хлор и водород реагируют друг с другом очень энергично.
Другой процесс получения хлороводорода основан на реакции серной кислоты с хлоридом натрия. В зависимости от относительных количеств используемых серной кислоты и хлорида натрия эта реакция может протекать по одному из двух следующих уравнений:
1.	NaCl + H2SO4 - NaHSO4 + НС1
23	I	2. 2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2НС1 1	Сколько молей серной кислоты реагируют с 1 молем хлорида натрия в каждом из этих уравнений? В уравнении 1	В уравнении 2 •	1	моль	2 моль	—>	25 •	1	моль	1 моль	->	28 •	1	моль	1/2 моля	->	30
	
18.	Ваш ответ не вполне правилен. Ионы водорода разряжаются на катоде, и в результате там образуется водород. Однако ионы натрия не разряжаются.
Хлор и его соединении
361
Завершите следующее предложение:
При электролизе водного раствора хлорида натрия образуются ..., .......
и ... .
Проверьте ответ в рубрике 10.
19.	В воде кислоты диссоциируют, образуя ионы водорода и кислотные остатки.
Хлороводород диссоциирует в воде согласно уравнению
НС1 -» Н + + СГ
При нейтрализации 1 моль хлороводорода реагирует с 1 молем едкого натра
НС1 + NaOH -> NaCl + Н2О
Хлороводород является одноосновной кислотой.
Серная кислота диссоциирует в воде согласно уравнению
H2SO4 -> 2Н + + SO^
Серная кислота является двухосновной кислотой.
Завершите следующее предложение:
Хлороводород НС1 является ... основной кислотой.
Переходите к чтению рубрики 17.
20.	Неправильно. Хлорсодержащая кислота, которую мы обсуждали до сих пор, это хлороводород. Его водный раствор называется хлороводородная, или соляная, кислота. Хлороводород имеет формулу НО. Какова основность этой кислоты?
•	Одноосновная кислота	-♦	17
•	Двухосновная кислота	->	32
•	Трехосновная кислота	->	4
21.	Zn + 2НС1 -> ZnCl2 + Н2
При реакции соляной кислоты с цинком образуются хлорид цинка и водород.
Соли соляной кислоты называются хлориды.
Хлориды натрия, калия, аммония и кальция-очень важные соединения. Запишите названия этих солей и укажите их химические формулы.
Проверьте ответ в рубрике 50.
23
22.	Неправильно. Посмотрите еще раз внимательно на структурные формулы, приведенные в рубрике 33, и подсчитайте число валентных связей, исходящих из атома хлора в каждом случае. Тогда вы без труда получите правильный ответ.
23.	Совершенно верно.
Проверьте уравнения, которые вы записали. Они должны выглядеть следующим образом:
С12 + Н2 -> 2НС1
С12 + 2Na -> 2NaCl
Cl2 + 2К -» 2КС1 ;
362
Программа 23
Ранее мы уже познакомились с одним методом получения хлора. Как получают хлор в промышленных условиях?
•	Электролизом раствора хлорида натрия	-»	3
•	Электролизом соляной кислоты	-»	9
•	Нагреванием раствора хлорида натрия	-*	15
24.	Неправильно. Хлорсодержащая кислота, которую мы обсуждали до сих пор,-это хлороводород. Его водный раствор называется хлороводородная, или соляная, кислота. Хлороводород имеет формулу НС1. Какова основность этой кислоты?
•	Одноосновная кислота	-»	17
•	Двухосновная кислота	-»	32
•	Трехосновная кислота	-»	4
25.	Неправильно. Вы должны помнить следующее:
В обсуждаемых уравнениях NaCl означает 1 моль хлорида натрия, а H2SO4 означает 1 моль серной кислоты.
Посмотрите еще раз на уравнения, приведенные в рубрике 17, и попытайтесь снова ответить на поставленный там вопрос.
26.	НОС1 -► Н+ + ОСГ
НС1О3 -► Н+ + сю3-
Соли хлорноватистой кислоты называются гипохлориты.
Соли хлорноватой кислоты называются хлораты.
Важнейшими примерами солей этих двух кислот являются: Гипохлорит натрия и гипохлорит калия.
Хлорат натрия и хлорат калия.
Какова валентность хлора в каждой из этих солей?
23
	В гипохлорите натрия	В гипохлорите калия	В хлорате натрия	В хлорате калия
•	2	2	5	5
•	1	2	5	6
•	1	1	5	5
•	5	5	1	1
-> 47
- 42
-> 38
-► 51
27.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
28.	Неправильно. Вы должны помнить следующее:
В обсуждаемых уравнениях NaCl означает 1 моль хлорида натрия, а H2SO4 означает 1 моль серной кислоты.
Посмотрите еще раз на уравнения, приведенные в рубрике 17, и попытайтесь снова ответить на поставленный там вопрос.
Хлор и его соединения
363
29.	Проверьте уравнение:
2КС1О3 -► 2КС1 + ЗО2	f
Правильно ли вы составили это уравнение? Если да, значит, вы работаете хорошо.
Тот факт, что хлорат калия легко выделяет кислород при нагревании, показывает, что он является сильным окислителем.
Следовательно, при обращении с хлоратом' калия нужно соблюдать большую осторожность. Горючие вещества могут очень энергично реагировать с хлоратом калия, иногда даже со взрывом!
Возможно, вы вспомните, что для облегчения реакции хлората калия при нагревании мы добавляли к нему катализатор. Этим катализатором являлся диоксид марганца.
Запишите теперь ответ на следующий вопрос:
Что такое катализатор?
Проверьте ответ в рубрике 53.
30.	Совершенно верно. В уравнении 1 указано, что 1 моль NaCl реагирует с 1 молем H2SO4, а из уравнения 2 видно, что 1 моль NaCl реагирует с 1/2 моля H2SO4 :
1.	NaCl + H2SO4 -> NaHSO4 + HC1
2.	2NaCl + H2SO4 - Na2SO4 + 2HC1
Хлороводород-это бесцветный газ, который на влажном воздухе немедленно образует облачко соляной кислоты. Поэтому говорят, что хлороводород «дымит» на воздухе. Хлороводород чрезвычайно легко растворяется в воде; его водный раствор называется хлороводородная, или соляная, кислота. Соляная кислота является очень сильной кислотой.
Соляная кислота-очень едкая жидкость, особенно опасная для глаз. Поэтому при работе с соляной кислотой нужно обязательно надевать защитные очки!
Соляная кислота легко растворяет многие металлы. Вы уже знакомы с одним примером такой реакции-речь идет о цинке. Запишите уравнение растворения цинка в соляной кислоте. Указание: цинк (Zn) является двухвалентным элементом.
Проверьте ответ в рубрике 21
31.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 46.
32.	Неправильно. Переходите к чтению рубрики 19.
33.	НС1 + AgNO3 -> HNO3 + AgCl
КС1 + AgNO3 -> KNO3 + AgCl
CaCl2 + 2AgNO3 - Ca(NO3)2 + 2AgCl
Существует также несколько кислородсодержащих кислот хлора. Две наиболее важные из них
Хлорноватистая кислота НОС1
Хлорноватая кислота НС1О3
364
Программа 23
Ниже приведены структурные формулы каждой из этих кислот, чтобы проиллюстрировать различные валентности, которые может проявлять хлор. Однако не следует забывать, что такие структурные формулы не отражают действительного расположения связей в молекуле. Структурные формулы служат лишь для того, чтобы наглядно указывать валентности атомов в молекулах.
Н—О—С1
хлорноватистая
кислота
H-O-CI
*о
хлорноватая
кислота
Перепишите себе в тетрадь названия и структурные формулы этих кислот.
Какие валентности имеет хлор в хлорноватистой кислоте и в хлорноватой кислоте?
•	1	и	3	->	22
•	1	и	5	->	44
•	1	и	7	->•	48
34.	Совершенно верно. Теперь вы повторили и расширили свои знания о хлоре и его соединениях.
Конец программы 23.
35.	В вашем ответе неправильно указана только валентность хлора в хлорной кислоте.
Вы только что записывали структурные формулы хлорноватой и хлорной кислот. Все, что от вас требуется теперь,-это лишь подсчитать число валентных связей, исходящих из атома хлора в структурной формуле хлорной кислоты.
Вернитесь еще раз к рубрике 53.
23
36.	Проверьте свои уравнения:
Н2 + С12 -> 2НС1
NaCl + H2SO4 -> NaHSO4 + НО или
2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2HC1
Важнейшими кислородсодержащими кислотами хлора являются хлорноватистая кислота НОС1, хлорноватая кислота НС1С)3 и хлорная кислота НС1О4.
Как называются соли каждой из этих кислот?
Проверьте ответ в рубрике 49.
37.	Совершенно верно.
Теперь вам должно быть под силу записать уравнение реакции разложения хлората калия при нагревании. Хлорат калия разлагается при этом на хлорид калия и кислород.
Запишите соответствующее уравнение, а затем переходите к чтению рубрики 29.
Хлор и его соединения
365
38.	Совершенно верно. Когда хлор пропускают в воду, часть хлора растворяется в ней. Образующийся продукт называется хлорная вода.
Часть хлора действительно вступает в химическую реакцию с водой:
С12 + Н2О -> НС1 + НОС1
Спишите в свою тетрадь это уравнение.
Как называются натриевые соли двух кислот, записанных в правой части этого уравнения?
•	Хлорид натрия и хлорат натрия	—►	31
•	Гипохлорит натрия и хлорат натрия	—>	27
•	Хлорид натрия и гипохлорит натрия		52
•	Не знаю	—>	46
39.	Неправильно. Хлорат калия не используется ни в каких аналитических пробах.
Постарайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 52.
40.	Совершенно верно.
Приступим теперь к краткому повторению пройденного материала.
Завершите следующие предложения:
Промышленное получение хлора основано на ... водного раствора хлорида натрия. Побочными продуктами этого процесса являются ... и	....
Переходите к чтению рубрики 54.
41.	Неправильно. Перепишите в свою тетрадь следующие предложения:
Для проведения аналитической пробы на хлороводородную (соляную) кислоту и хлориды нужно предварительно подкислить испытуемый раствор азотной кислотой, а затем прибавить к нему раствор нитрата серебра. Появление белого хлопьевидного осадка хлорида серебра свидетельствует о наличии в анализируемом растворе хлорид-ионов.
Конец программы 23.
42.	Неправильно. Посмотрите еще раз внимательно на структурные формулы хлорноватистой и хлорноватой кислот, приведенные в рубрике 33, которые вы только что переписывали, и вы сможете правильно определить валентности. Валентность хлора в соли ничем не отличается от его валентности в соответствующей кислоте.
Переходите к чтению рубрики 33.
23
43.	Вы только что записывали структурные формулы хлорноватой и хлорной кислот и правильно указали валентности хлора в каждой из них. Однако остальные валентности указаны вами неправильно. Запишите теперь структурные формулы хлороводорода (НО) и хлорноватистой кислоты (НОО).
После этого вам останется лишь подсчитать число валентных связей, исходящих из атома хлора в каждом случае.
Вернитесь еще раз к рубрике 53.
366
Программа 23
44.	Совершенно верно. Валентность хлора в хлорноватистой кислоте равна единице, а его валентность в хлорноватой кислоте равна пяти.
Обе эти кислоты диссоциируют в воде, образуя однозарядные положительные ионы водорода и отрицательно заряженные кислотные остатки.
Запишите уравнения диссоциации этих двух кислот.
НОС1 -> ...
НС1О3 -► ...
Проверьте ответ в рубрике 26.
45.	Неправильно. Катализатор-это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же форме, что и до ее начала.
Постарайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 52.
46. Срисуйте и запомните следующие структурные формулы:
Хлороводород:	НС1	Н—С1	Соли: хлориды
Хлорноватистая кислота:	НОС1	Н—О—С1	Соли: гипохлориты
Хлорноватая кислота	НС1О3	Н—О—0=0	Соли: хлораты
О
Переходите к чтению рубрики 52.
47.	Неправильно. Посмотрите еще раз внимательно на структурные формулы хлорноватистой и хлорноватой кислот, приведенные в рубрике 33, которые вы только что переписывали, и вы сможете правильно определить валентности. Валентность хлора в соли ничем не отличается от его валентности в соответствующей кислоте.
Переходите к чтению рубрики 33.
48.	Неправильно. Посмотрите еще раз внимательно на структурные формулы, приведенные в рубрике 33, и подсчитайте число валентных связей, исходящих из атома хлора в каждом случае. Тогда вы сможете получить правильный ответ.
23
49.	Соли хлорноватистой кислоты называются гипохлориты, соли хлорноватой кислоты называются хлораты, а соли хлорной кислоты называются перхлораты.
Все кислородсодержащие кислоты хлора и их соли являются сильными окислителями, поскольку они способны выделять кислород.
Для проведения аналитической пробы на хлорид нужно подкислить раствор испытуемого вещества азотной кислотой, а затем добавить к нему раствор нитрата серебра. Какой продукт образуется в случае, когда анализируемый раствор содержит хлориды?
•	Белый порошкообразный осадок	-»	6
•	Белый хлопьевидный осадок	-»	34
•	Черный осадок	-»	41
X-iiop и его созидания.
367
50.	Проверьте ответ:
Хлорид натрия: NaCl
Хлорид калия: КО
Хлорид аммония: NH4C1
Хлорид кальция: СаС12
Все эти хлориды и НО полностью диссоциируют в воде, образуя ионы. Поскольку хлорид-ионы в присутствии ионов серебра дают нерастворимый осадок, хлорид серебра, раствор нитрата серебра может использоваться для аналитической пробы на хлориды и соляную кислоту. Эту пробу начинают с подкисления испытуемого раствора азотной кислотой. Затем в него добавляют раствор нитрата серебра, и, если в растворе имеются хлорид-ионы, в нем немедленно образуется белый хлопьевидный осадок хлорида серебра AgCl.
Реакция нитрата серебра с хлоридом натрия может быть представлена следующим ионным уравнением:
Na+ + Cl- + Ag + + NO3 -> AgCl + Na+ + NO3
Составьте уравнения реакций нитрата серебра с НО, КС1 и СаС12. Не записывайте ионных уравнений.
Проверьте ответ в рубрике 33.
51.	Неправильно. Посмотрите еще раз внимательно на структурные формулы хлорноватистой и хлорноватой кислот, приведенные в рубрике 33, которые вы только что переписывали, и вы сможете правильно определить валентности. Валентность хлора в соли ничем не отличается от его валентности в соответствующей кислоте.
Переходите к чтению рубрики 33.
52.	Правильно! При пропускании хлора в воду одновременно образуются соляная и хлорноватистая кислоты:
С12 + Н2О -> НО + НОС1
Натриевые соли этих двух кислот называются соответственно хлорид натрия и гипохлорит натрия.	,
Хлорная вода является сильным окислителем. Это ее свойство обусловлено присутствием хлорноватистой кислоты, которая легко разлагается на соляную кислоту и кислород:
2НОС1 - 2НС1 + О2
Перейдем теперь к хлорноватой кислоте. Прежде всего вспомним,-что с одной ее солью-хлоратом калия-мы уже знакомы.
23
	Для какой цели мы использовали ранее хлорат калия?		
•	В качестве аналитической пробы		39
•	В качестве катализатора	—>	45
•	Для получения кислорода		
	в лабораторных условиях	—>	37
53.	Катализатор-это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции остается в той же форме, что и до ее начала.
Существует еще одна кислородсодержащая кислота хлора, которая
368
Программа 23
23
содержит еще больше кислорода, чем хлорноватая кислота. Эта кислота называется хлорная, а ее соли -перхлораты. Чтобы установить валентности хлора в его кислотах, приведем структурные формулы хлорноватой и хлорной кислот:
Н-О-С1 чо хлорноватая	о II Н-О-С1"О п о хлорная
кислота	кислота
Запишите в свою тетрадь эти структурные формулы, а затем постарайтесь ответить на следующий вопрос:
Какова валентность хлора в НО, НОС1, НС1О3 и НС1О4?
	НС1	НОС1	НС1О3	НС1О4
•	1	3	5	7	-	12
•	1	1	5	7	- 40
•	2	2	5	7	-» 43
•	1	2 ‘	3	5	-> 16
•	1	1	5	5	-> 35
54. Проверьте ответ.
Промышленное получение хлора основано на электролизе водного раствора хлорида натрия. Побочными продуктами этого процесса являются едкий натр и водород.
Хлороводород можно получать либо из элементов хлора и водорода, либо при реакции хлорида натрия с серной кислотой.
Запишите уравнения каждой из этих двух реакций, а затем проверьте их в рубрике 36.
Программа 24
Фосфор и кремний
1.	Фосфор (химический символ этого элемента Р) может встречаться
в нескольких различных формах (аллотропных модификациях). Важнейшими из них являются белый фосфор (иногда имеющий желтоватый оттенок) и красный фосфор.
Белый фосфор очень ядовит и настолько горюч, что самопроизвольно возгорается на воздухе. По этой причине необходимо постоянно хранить его под слоем воды и обращаться с ним с большой осторожностью.
Белый фосфор светится в темноте.
Красный фосфор не ядовит, и для его зажигания требуется довольно высокая температура. Красный фосфор используется для изготовления спичек.
Опишите важнейшие свойства этих двух аллотропных форм фосфора.
Мы уже познакомились ранее с несколькими элементами, которые существуют в виде двух или трех различных аллотропных форм. В какой из следующих строк указаны только элементы, существующие в аллотропных формах?
•	Хлор, азот, сера	-♦	9
•	Сера, углерод, водород	->	20
•	Азот, углерод, фосфор	-»	14
•	Сера, углерод, фосфор	-»	17
•	Хлор, сера, углерод	-»	22
2.	Напомним приведенное ранее определение.
Соединение, которое, реагируя с водой, образует кислоту, называется ангидрид соответствующей кислоты.
Мы уже обсуждали ряд ангидридов кислот. Диоксид углерода является ангидридом угольной кислоты, диоксид серы-ангидрид сернистой кислоты, а триоксид серы-ангидрид серной кислоты. Уравнения реакций каждого из этих ангидридов с водой, в результате которых образуется соответствующая кислота, имеют следующий вид:
СО2 + Н2О -> Н2СО3
SO2 + Н2О - H2SO3
SO3 + Н2О H2SO4
Аналогичный вид имеет и уравнение реакции оксида фосфора (V), иначе, пентоксида фосфора, с водой:
Р2О5 + ЗН2О -> 2Н3РО4
Следовательно, оксид фосфора(V) является ... фосфорной кислоты.
Завершите это предложение к переходите к чтению рубрики 21.
3.	Химическая формула оксида фосфора (V), или пентоксида фосфора, а точнее, пентоксида дифосфора, Р2О5.
Попытайтесь нарисовать структурную формулу этого соединения.
Проверьте ответ в рубрике 13.
24-1073
370
Программа 24
4.	Перепишите в свою тетрадь следующее предложение: Кварц состоит из диоксида кремния SiO2.
После этого переходите к чтению рубрики 66.
5.	Фосфорная кислота имеет структурную формулу
н-оч
Н-О-Р=О Н-о'
Следовательно, ее химическая формула Н3РО4.
В воде фосфорная кислота диссоциирует на три положительно заряженных иона водорода и один трехзарядный отрицательный фосфатный остаток.
Н3РО4 -> ЗН+ + РОГ
Фосфорная кислота является ...основной кислотой.
Завершите это предложение, а затем проверьте ответ в рубрике 26.
6.	Третья стадия диссоциации фосфорной кислоты:
нроГ & н+ + рог
Общее уравнение диссоциации фосфорной кислоты имеет вид
Н3РО4 # ЗН+ + РОГ
Будучи трехосновной кислотой, фосфорная кислота образует три различных ряда солей. Рассмотрим здесь в качестве примера ее натриевые соли. Ниже приведены химические формулы трех натриевых солей фосфорной кислоты:
NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4
Попытайтесь правильно назвать эти три соли, выбрав названия из следующего перечня: фосфат натрия, дигидрофосфат натрия и гидрофосфат натрия.
Запишите ответы в таком порядке:
NaH2PO4 называется ....
Na3PO4 называется ....
Na2HPO4 называется ....
Проверьте ответ в рубрике 15. Если потребуется, обратитесь за разъяснениями в рубрику 23.
7.	В лабораторной практике наиболее часто используется стекло пирекс.
Этот особый сорт стекла приходится применять потому, что основные компоненты обычного стекла могут растворяться даже просто в горячей воде. Это обстоятельство сильно мешает экспериментам, проводимым в лаборатории. Какую реакцию должны создавать такие компоненты?
• Не знаю -» 52
Нейтральную	-»	68
Кислую	-»	62
Щелочную	->	57
24
Фосфор и кремний
371
8.	Р2О5 + ЗН2О -► 2Н3РО4
Если вы неправильно составили это уравнение, исправьте ошибки. Теперь вам нетрудно будет решить, к какому типу принадлежит фосфорная кислота.
•	Это	одноосновная кислота	->	16
•	Это	двухосновная кислота	->	24
•	Это	трехосновная кислота	->	26
•	Это	четырехосновная кислота	-»	35
9.	Неправильно. В выбранном вами ответе только один элемент встречается в нескольких аллотропных формах-это сера. Хрупкая сера и пластическая сера являются аллотропами. Два остальных элемента-хлор и азот-не могут существовать в виде различных аллотропных форм.
Постарайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 1.
10.	Неправильно. Сульфат кальция действительно является побочным продуктом в реакции фосфата кальция и серной кислоты. Но поскольку в левой части уравнения имеются три иона кальция и два иона SO42-, то такое же число их должно присутствовать и в правой части уравнения.
Постарайтесь еще раз правильно составить уравнение, начатое в рубрике 28.
И. Приведем еще раз уравнение реакции получения суперфосфата с названиями участвующих в ней соединений:
Са3(РО4)2 + 2H2SO4 -> Са(Н2РО4)2 + 2CaSO4
фосфат	серная	дигидрофосфат	сульфат
кальция	кислота	кальция	кальция
Теперь перейдем к изучению нового элемента-кремния.
Кремний имеет химический символ Si.
По свойм свойствам он имеет много общего с углеродом.
Завершите следующее предложение:
Кремний представляет собой (металл/неметалл) и имеет валентность, равную ....
Переходите к чтению рубрики 64.
12.	Наиболее важным среди встречающихся в природе фосфатов является фосфат кальция, который имеет формулу Са3 (РО4)2.
Фосфаты кальция-важнейшая составная часть костных тканей человека.
Соединения фосфора часто встречаются в виде примесей в железных рудах. При получении чугуна из таких руд выделяют побочный продукт, содержащий фосфор («томас-шлак»), В виде тонкоизмельченного порошка этот продукт используется как богатое фосфором удобрение.
Другие важные соединения фосфора: хлорид фосфора (III), иначе, трихлорид фосфора, и хлорид фосфора (V), иначе, пентахлорид фосфора.
Запишите названия этих двух соединений и их химические формулы.
После этого переходите к чтению рубрики 38.
24
24*
372
Программа 24
13.	Структурная формула оксида фосфора (V) имеер вид
Р = 0
^0
Р = 0
%
Оксид фосфора (V) реагирует с водой, образуя фосфорную кислоту. Эта реакция описывается уравнением
Р2О5 + ЗН2О -> 2Н3РО4
В связи с этим можно охарактеризовать оксид фосфора(V) как:
•	Ангидрид кислоты .	-»	21
•	Соединение фосфора и кислорода -»	25
•	Не знаю	->	2
14.	Неправильно. В выбранном вами ответе имеется один элемент, а именно азот, который не имеет различных аллотропных форм. В отличие от этого углерод и фосфор могут существовать в нескольких аллотропных формах.
Углерод существует в форме сажи, графита и алмаза.
Фосфор существует в форме белого и красного фосфора.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 1.
15.	Проверьте ответы:
NaH2PO4 называется дигидрофосфат натрия.
Na3PO4 называется фосфат натрия.
Na2HPO4 называется гидрофосфат натрия.
Гораздо более важными, чем фосфаты натрия, являются фосфаты кальция.
Запишите химическую формулу фосфата кальция. Учтите при этом, что ион кальция-это Са2 + , а фосфатный остаток имеет формулу РО4“.
Проверьте ответ в рубрике 28.
16.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
24
17.	Совершенно верно. Хлор, азот и водород не могут существовать в различных аллотропных формах. Однако мы знаем, что сера может существовать в двух формах (хрупкая и пластическая сера), углерод-в трех формах (алмаз, сажа и графит) и фосфор-в двух формах (белый и красный фосфор).
Убедиться в том, что белый фосфор и красный фосфор являются всего лишь двумя различными формами одного и того же элемента, можно следующим образом:
При горении оба аллотропа дают одинаковый продукт сгорания.
Этим продуктом сгорания является оксид фосфора (V), иначе, пентоксид фосфора. В этом соединении фосфор имеет валентность пять. Зная это, нетрудно записать химическую формулу данного соединения.
Проверьте ответ в рубрике 3.
Фосфор и кремний
373
18.	Неправильно. Сульфат кальция действительно является побочным продуктом в реакции фосфата кальция и серной кислоты. Но поскольку в левой части уравнения имеются три иона кальция и два иона S04", то такое же число каждого из них должно присутствовать и в правой части уравнения.
Постарайтесь еще раз правильно составить уравнение, начатое в рубрике 28.
19.	Согласно вашему ответу, мы имели бы три иона кальция в левой части уравнения и четыре в правой части. Очевидно, что это неправильно.
Посмотрите еще раз внимательно на уравнение в рубрике 27. •
20.	Неправильно. В выбранном вами ответе имеется один элемент, а именно водород, который не имеет различных аллотропных форм. В отличие от этого сера и углерод могут существовать в нескольких аллотропных формах.
Сера существует в виде хрупкой и пластической форм.
Углерод существует в форме сажи, графита и алмаза.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 1.
21.	Совершенно верно. Оксид фосфора (V), иначе, пентоксид фосфора, является ангидридом фосфорной кислоты.
Постарайтесь теперь самостоятельно записать уравнение образования фосфорной кислоты Н3РО4 из оксида фосфора (V) Р2О5 и воды.
Проверьте ответ в рубрике 8.
22.	Неправильно. В выбранном вами ответе имеется один элемент, а именно хлор, который не имеет различных аллотропных форм. В отличие от этого углерод и сера существуют в нескольких аллотропных формах.
Углерод существует в форме сажи, графита и алмаза.
Сера существует в виде хрупкой и пластической форм.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 1.
23.	Прочтите внимательно следующий материал, предназначенный помочь вам в ответах на вопрос, поставленный в рубрике 6.
В названиях химических соединений часто встречаются греческие приставки моно (один), ди (два), три (три), тетра (четыре) или пента (пять). Эти приставки всегда стоят впереди названия атома, к которому они относятся. Наоборот, в химических формулах численный индекс помещается после соответствующего атома.
Приведем несколько примеров:
Триоксид серы имеет формулу SO3; в нем содержатся три атома кислорода.
Диоксид серы имеет формулу SO2; в нем содержатся два (ди) атома кислорода.
Пентоксид фосфора имеет формулу Р2О5; в нем содержатся пять (пента) атомов кислорода.
Прочтите теперь еще раз рубрику 6.
24
374
Программа 24
24.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
25.	Ваш ответ не вполне правилен. Оксид фосфора (V), несомненно, является соединением фосфора и кислорода, однако правильнее охарактеризовать его как ангидрид кислоты.
Понятие ангидрида кислоты повторно вводится в рубрике 2, которую вам следует теперь прочесть.
26.	Фосфорная кислота является трехосновной кислотой. Как и другие многоосновные кислоты, она диссоциирует в несколько стадий.
Первая стадия включает диссоциацию
н3ро4 н+ + н2ро;
При этом образуются положительный ион водорода и кислотный остаток с единичным отрицательным зарядом. Этот остаток, Н2РО4 , называется дигидрофосфатный ион.
Вторая стадия включает диссоциацию дигидрофосфатного иона
н2ро; н+ + нроГ
Запишите теперь третью стадию диссоциации фосфорной кислоты. Проверьте ответ в рубрике 6.
27.	Проверьте ответ.
В левой части уравнения находится фосфат кальция, а в правой части уравнения-дигидрофосфат кальция.
Смесь дигидрофосфата кальция и сульфата кальция, Са(Н2РО4)2 и 2CaSO4, получила название суперфосфат. Суперфорсфат является важным удобрением.
Если нагревать смесь фосфата кальция и серной кислоты, реакция пойдет по другому пути. В этом случае уравнение реакции приобретает вид
Са3(РО4)2 + 3H2SO4 - ... + 3CaSO4
Что пропущено в	этом уравнении?
•	СаНРО4	->	19
•	2Н3РО4	->	42
•	Н3РО4	-	49
а
28.	Фосфат кальция имеет формулу Са3(РО4)2.
Фосфатный остаток является трехзарядным отрицательным ионом, а ион кальция-двухзарядным положительным ионом. В фосфате кальция число положительных и отрицательных зарядов должно быть одинаково. Чтобы выполнялось это условие, нужно взять два фосфатных остатка и три иона
кальция
3-Са2+ =6 +
2РО4~ =6“
Са3(РО4)2-это минерал, широко распространенный в природе. Фосфаты кальция являются важными удобрениями. Однако фосфат кальция нерастворим в воде. Чтобы перевести его в растворимую форму и таким образом сделать
Фосфор и йфсмний
375
его применимым в качестве удобрения, его обрабатывают на холоду серной кислотой.
Уравнение протекающей при этом реакции имеет вид
Са3(РО4)2 + 2H2SO4 -> Са(Н2РО4)2 + ...
Что пропущено в правой части этого уравнения?
•	2CaSO4	-> 40
•	CaSO4	18
•	3CaSO4	-> 10
29.	Химический состав стекла включает: силикаты натрия, калия и кальция.
В разнообразных сортах изготовляемого стекла обычно присутствует несколько различных силикатов. Свойства каждого конкретного сорта стекла зависят от его состава. Наиболее дешевые сорта стекла, как, например, используемые для изготовления оконного стекла, могут включать небольшие количества щелочных веществ, вымываемых из стекла даже теплой водой. Стекло такого сорта, очевидно, совершенно непригодно для производства лабораторных приборов. Для изготовления лабораторной стеклянной посуды используют специально разработанное стекло пирекс. Оно гораздо более устойчиво к тепловым ударам, т.е. к резким изменениям температуры, чем обычное стекло. Для работы с очень едкими химическими реактивами при достаточно высоких температурах вместо стеклянной посуды применяют кварцевую.
Вы, несомненно, знакомы с такими предметами, как вазы или пепельницы, изготовленные из тяжелого свинцового стекла. Это особенно дорогое стекло содержит помимо других компонентов силикаты свинца.
Из чего состоит кварц?
•	Из	различных силикатов	-»	60
•	Из	диоксида кремния	-»	66
•	Не	знаю	-»	4
30.	Пропущенные слова:
фосфата кальция
Cai(PO4.)1
восстановления
удобрений
Мы уже познакомились с такими ценными удобрениями, как суперфосфат и томас-шлак.
Как получают суперфосфат?
•	Обработкой фосфата кальция серной кислотой	—►	11
•	Суперфосфат добывают из природных	залежей	-»•	39
•	Очисткой фосфорсодержащего чугуна	->	43
•	Не знаю	->	54
31.	Промышленное получение фосфора основано на реакциях 2Н3РО4 -> Р2О5 + ЗН2О
Р2О5 + 5С ->• 2Р + 5СО
376
Программа 24
Фосфорная кислота используется также в производстве удобрений, например фосфатов аммония.
Особенно важными среди этих удобрений являются:
1) фосфат аммония и
2) гидрофосфат аммония.
Запишите химические формулы этих двух солей. Найдите их среди следующих вариантов:
•	1. (NH4)H2PO4
2. (NH4)2HPO4	37
•	1. (NH4)3PO4
2. (NH4)H2PO4	45
•	1. (NH4)3PO4
2. (NH4)2HPO4	->	50
• He знаю	-> 56
32.	Проверьте ответ:
SiO2
Диоксид кремния очень распространен в природе. Песок, гравий и песчаник состоят главным образом из диоксида кремния. Это объясняет, почему кремний считается вторым по распространенности элементом на Земле после кислорода. Кремний всегда обнаруживается в форме соединений.
Песок, гравий и песчаник - очень важное сырье для строительной промышленности:
Строительный раствор представляет собой смесь гашеной извести, воды и песка.
Бетон-это смесь цемента, воды и гравия.
Песчаник может использоваться непосредственно как строительный материал.
Запишите ответ на следующий вопрос:
В какой форме обнаруживается в природе диоксид кремния и для какой цели он используется?
Переходите к чтению рубрики 53.
33.	Совершенно верно. Ангидрид кислоты SiO2 реагирует с гидроксидом натрия NaOH с образованием соли-силиката натрия Na2SiO3-H воды:
SiO2 + 2NaOH -> Na2SiO3 + Н2О
С химической точки зрения это уравнение описывает реакцию нейтрализации. Сопоставим это уравнение с аналогичным уравнением нейтрализации диоксида углерода
СО2 + 2NaOH -> Na2CO3 + Н2О
Подобно тому как диоксид углерода является ангидридом угольной кислоты, диоксид кремния является ангидридом кремниевой кислоты.
Запишите химическую формулу кремниевой кислоты и проверьте ответ в рубрике 61.
24
Фосфор и кремний
377
34.	Опишите три важнейших преимущества кварцевой лабораторной посуды перед стеклянной. Если вы легко справитесь с этим заданием, значит, вы работаете хорошо.
Затем переходите к чтению рубрики 63.
Если же указанное задание покажется вам трудным, прочтите еще раз рубрику 53.
35.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 5.
36.	Проверьте ответы:
Фосфат натрия: Na3PO4
Гидрофосфат натрия: Na2HPO4
Дигидрофосфат натрия: NaH2PO4
Мы уже говорили выше о распространенности фосфатов в природе. Наиболее важным среди встречающихся в природе фосфатов является ...,
который имеет формулу ....
Завершите это предложение и переходите к чтению рубрики 12.
37.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 56.
38.	Проверьте ответы:
Хлорид фосфора (III): РС13.
Хлорид фосфора (V): РС15.
Оба этих соединения используются для проведения различных синтезов, особенно в органической химии.
РС13 и РС15 чрезвычайно чувствительны к воде. Более того, они очень энергично реагируют с водой. С ними можно работать только в вытяжном шкафу.
, Перейдем теперь к закреплению пройденного материала.
Завершите следующие предложения:
Фосфор представляет собой твердое вещество. Известны две его аллотропные формы, а именно ... и ... фосфор. При горении обеих форм фосфора образуется ..., имеющий формулу .... Это вещество реагирует с водой, образуя ..., которая имеет формулу .... Соли этой кислоты называются ....
Переходите к чтению рубрики 46.
39.	Нет, суперфосфат приходится получать при помощи химического процесса. Вернитесь еще раз к рубрике 30.
40.	Совершенно верно! Полное уравнение реакции должно иметь вид Са3(РО4)2 + 2H2SO4 -> Са(Н2РО4)2 + 2CaSO4
Укажите названия двух фосфатов, присутствующих в этом уравнении. Проверьте ответ в рубрике 27.
41.	Проверьте ответы:
Строительный раствор представляет собой смесь песка и гашеной извести.
378
Программа 24
Бетон представляет собой смесь гравия и цемента.
Химические свойства кремния сходны со свойствами углерода.
Проведем сопоставление нескольких соединений углерода с их кремниевыми аналогами. Запишите в свою тетрадь следующую таблицу, придав ей завершенный вид:
Соединения углерода	Соединения кремния
Диоксид углерода ...	... кремния ...
	 Н2СО3	... кислота ...
Карбонат натрия ...	... натрия
Переходите к чтению рубрики 65.
42.	Совершенно верно. Полное уравнение реакции имеет вид
Са3(РО4)2 + 3H2SO4 -> 2Н3РО4 + 3CaSO4
Эта реакция используется в промышленных условиях для синтеза фосфорной кислоты. Из фосфорной кислоты можно получить затем ангидрид фосфорной кислоты, т.е. пентоксид фосфора. Восстановление последнего коксом дает элементарный фосфор:
2Н3РО4 ->...+ ЗН2О
Р2О5 + 5С -> ... + 5СО
Завершите эти уравнения, а затем переходите к чтению рубрики 31.
43.	Нет, при очистке фосфорсодержащего чугуна отделяется томас-шлак. Последний содержит фосфор и используется в форме мелко размолотого порошка в качестве удобрения.
Вернитесь еще раз к рубрике 30.
44.	Неправильно. При каталитической реакции должен присутствовать катализатор-вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции присутствует в той же самой форме, что и перед ее началом. Однако все вещества, указанные в рассматриваемом уравнении, претерпевают превращения!
Прочтите рубрику 63 еще раз.
24
Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 56.
46.	Пропущенные слова:
белый фосфор
красный фосфор
оксид фосфора (V), иначе, пентоксид фосфора
РгО5
фосфорную кислоту
Н3РО4
фосфаты
Фосфор и кремний	379
Вставьте пропущенные слова в следующие предложения:
Белый фосфор чрезвычайно ядовит и самопроизвольно возгорается. Поэтому его следует всегда хранить под .... При работе с белым фосфором нужно соблюдать большую осторожность!
Двумя важнейшими соединениями фосфора и хлора являются: ..., который имеет формулу ..., и ..., который имеет формулу ....
Эти два вещества также ядовиты и очень энергично взаимодействуют с водой.
Переходите к чтению рубрики 55.
47.	Внимательное рассмотрение обсуждаемого химического процесса показывает, что здесь происходит реакция ангидрида кислоты (SiO2) с основанием (NaOH). Учитывая это, попытайтесь е/це раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 63.
48.	Силикат натрия имеет формулу Na2SiO3.
Силикат натрия растворяется в горячей воде.
Мы превратили нерастворимый диоксид кремния в растворимую соль, сплавляя его с гидроксидом натрия. Химические процессы, в которых нерастворимые соединения становятся растворимыми в результате их сплавления с определенными веществами, называются процессы сплавления.
Запишите уравнение реакции при сплавлении диоксида кремния, которая обсуждалась выше.
Переходите к чтению рубрики 69.
49.	Согласно вашему ответу, мы имели бы два фосфатных остатка в левой части уравнения, но только один-в правой части. Очевидно, здесь что-то неправильно!
Посмотрите еще раз внимательно на уравнение в рубрике 27.
50.	Совершенно верно. Запишите теперь химические формулы фосфата натрия, гидрофосфата натрия и дигидрофосфата натрия.
Проверьте ответ в рубрике 36.
51.	Неправильно. Хотя нагревание действительно сопровождается плавлением, этот факт еще ничего не говорит о происходящем химическом процессе.
Прочтите рубрику 63 еще раз.
24
52.	Хорошо, что вы не стали отвечать наобум. Прочтите еще раз рубрику 29.
53.	Песок, гравий и песчаник состоят из диоксида кремния и используются в качестве сырья в строительной промышленности.
Диоксид кремния встречается в природе в чрезвычайно чистой форме, известной под названием кварц. Хорошие кристаллические образцы кварца иногда называют горный хрусталь.
Кварц используют для изготовления лабораторной посуды. Хотя такая посуда выглядит как стеклянная, она имеет ряд преимуществ перед стеклом:
380
Программа 24
1.	Ею можно пользоваться при значительно более высоких температурах, поскольку кварц имеет очень высокую точку плавления.
2.	Она гораздо устойчивее к воздействию химических реактивов.
3.	Поскольку кварц очень мало расширяется при нагревании, изделия из кварца гораздо менее- чувствительны к изменениям температуры, чем изделия из стекла. Например, раскаленный докрасна кварцевый сосуд можно опустить в холодную воду, не опасаясь, что он лопнет.
Постарайтесь запомнить эти три преимущества кварца перед стеклом.
Переходите к чтению рубрики 34.
54.	Хорошо, что вы не стали отвечать наобум.
При очистке фосфорсодержащего чугуна отделяется томас-шлак. Последний содержит фосфор и используется в виде мелко размолотого порошка в качестве удобрения.
В производстве суперфосфата исходным веществом является фосфат кальция, который существует в природе в виде залежей. Его обрабатывают серной кислотой при комнатной температуре; реакция протекает по уравнению
Са3(РО4)2 + H2SO4 -> Са(Н2РО4)2 + 2CaSO4
Спишите в свою тетрадь это уравнение и подпишите под каждой формулой название соответствующего соединения.
После этого переходите к чтению рубрики 11.
55.	Пропущенные слова:
водой
хлорид фосфора (III), иначе, трихлорид фосфора РС13
хлорид фосфора (V), иначе, пентахлорид фосфора РС15
Вставьте пропущенные слова в следующие предложения:
Фосфор не встречается в природе в свободном состоянии. Его обнаруживают только в виде соединений, главным образом фосфатов. Например, он входит в состав костных тканей в форме ....,	который имеет
формулу ..., а также в состав некоторых железных руд. Фосфор получают путем ... оксида фосфора(V), иначе, пентоксида фосфора, коксом. Соединения фосфора широко используются в качестве сельскохозяйственных ....
Переходите к чтению рубрики 30.
24
56.	Фосфорная кислота Н3РО4 является трехосновной кислотой. Поэтому она может образовывать при диссоциации три различных кислотных остатка:
Н2РО4 -дигидрофосфат-ион
НРОГ -гидрофосфат-ион
РО4" -фосфат-ион
Ион аммония NH4 имеет единичный положительный заряд, подобно
ионам натрия или калия.
С учетом сказанного постарайтесь дать ответ на вопрос, поставленный в рубрике 31.
57.	Совершенно верно. Горячая вода вымывает из дешевых сортов стекла щелочные вещества.
Фосфор и кремний
381
С целью закрепления пройденного материала запишите теперь ответы на следующие три вопроса:
1.	Какое соединение кремния больше всего распространено в природе?
2.	В какой форме обнаруживается это соединение?
3.	Для чего используется это соединение?
Проверьте ответы в рубрике 67.
58.	Неправильно. Хотя рассматриваемая реакция диоксида кремния
с гидроксидом натрия действительно сопровождается выделением тепла, этот факт еще ничего не говорит о происходящем химическом процессе.
Прочтите рубрику 63 еще раз.
59.	Проверьте уравнения важнейших химических процессов, протекающих при получении стекла:
Na2CO3 + SiO2 -» Na2SiO3 + СО2
К2СО3 "Ь SiO2 —► K2SiO3 + СО2
СаСО3 Ч~ SiO2 —> CnSiO3 + СО2
Таким образом, диоксид кремния (в форме песка) сплавляется с карбонатами натрия, калия и кальция. Выделяющийся при этом СО2 отводится, а полученная расплавленная масса используется для изготовления стеклянных приборов, оконного стекла, стеклянных трубок и других изделий.
Посмотрите внимательно на приведенные выше три уравнения и после этого завершите следующее предложение:
Химический состав стекла включает ...,	... и ....
Проверьте ответ в рубрике 29.
60.	Неправильно. Вы слишком поверхностно, подходите к занятиям. Поэтому советуем вам переписать в свою тетрадь два следующих предложения, набранных курсивом:
Кварц состоит из диоксида кремния.
Стекло состоит из нескольких различных силикатов.
Запишите теперь названия трех основных силикатных компонентов стекла.
Проверьте ответ в рубрике 29.
61.	Кремниевая кислота имеет формулу H2SiO3.
Соли кремниевой кислоты называются силикаты.
Запишите формулу силиката натрия и переходите к чтению рубрики 48.
24
62.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 29, где вы найдете полезные сведения для ответа на поставленный вопрос.
63.	Преимущества кварцевой лабораторной посуды перед стеклянной заключаются в следующем:
1.	Большая прочность в условиях работы при высоких температурах.
2.	Большая устойчивость к воздействию химических реактивов.
3.	Очень высокая устойчивость к изменениям температуры.
382
Программа 24
Существует лишь очень ограниченное число веществ, которые способны воздействовать на SiO2, например гидроксид натрия.
При совместном нагревании диоксида кремния и гидроксида натрия происходит следующая реакция:
SiO2 + 2NaOH -> Na2SiO3 + Н2О
Что происходит, в сущности, при	этом химическом процессе?
•	Каталитическая реакция	->	44
•	Процесс плавления	->	51
•	Процесс нагревания	->	58
•	Реакция нейтрализации	->	33
•	Не знаю	->	47
64.	Кремний представляет собой неметалл и имеет валентность, равную четырем.
Кремний не обнаруживается в свободном состоянии в природе. Наиболее важным соединением кремния является диоксид кремния.
Запишите формулу диоксида кремния и переходите к чтению рубрики 32.
65.	Проверьте ответ:
Соединения углерода
Соединения кремния
Диоксид углерода	С02	Диоксид кремния	SiO2
Угольная кислота	н2со3	Кремниевая кислота	H2SiO3
Карбонат натрия	Na2CO3	Силикат натрия	Na2SiO
Конец программы 24.
66.	Совершенно верно. Кварц состоит из диоксида кремния.
Помните ли вы еще, какой особый сорт стекла часто используется в лабораторной практике?
Запишите его название, а затем проверьте ответ в рубрике 7.
67.	Проверьте ответы:
1.	Диоксид кремния SiO2.
2.	В форме песка, гравия, песчаника, кварца и хрусталя.
3.	Для приготовления строительного раствора и бетона, а также в качестве сырья при изготовлении стекла.
Завершите теперь следующие предложения:
Строительный раствор представляет собой смесь ... и гашеной ....
Бетон представляет собой смесь ... и цемента.
Переходите к чтению рубрики 41.
24
Фосфор и кремний
3S3
68.	Неправильно. Рекомендуем вам обратиться еще раз к рубрике 29, где вы найдете полезную информацию для ответа на поставленный вопрос.
69.	Реакция диоксида кремния при его сплавлении с гидроксидом натрия описывается уравнением
SiO2 + 2NaOH - Na2SiO3 + Н2О
Водный раствор силиката натрия называется жидкое стекло. После испарения воды он превращается в стеклообразную массу, состоящую из Na2SiO3. Жидкое стекло используется, например, для закупорки трещин.
Диоксид кремния имеет чрезвычайно важное значение не только для строительной промышленности (в форме песка, гравия, цемента и бетона), но также и в стекольной промышленности.
Получение стекла-довольно сложное производство. Мы интересуемся здесь прежде всего химическими процессами, происходящими при этом. Эти процессы можно представить упрощенным образом при помощи следующих уравнений:
Na2CO3 + SiO2 -» Na2SiO3 + СО2
К2СО3 + SiO2 —> ...
СаСО3 + SiO2 —> ...
Завершите эти уравнения и проверьте ответ в рубрике 59.
24
Программа 25
Железо (I)
1.	Железо принадлежит к числу наиболее важных конструкционных материалов, которыми мы располагаем. Без железа и стали не было бы ни автомобилей, ни железных дорог, ни самолетов, ни железобетонных зданий. Кроме того, химическая, горнодобывающая и машиностроительная промышленности, а также и сельское хозяйство в высшей степени зависят от железа и стали. В общем и целом можно сказать, что вся наша цивилизация была бы немыслима без железа и стали. В данной программе мы обсудим промышленное получение железа и различные способы, применяемые в технике для получения стали.
Железо имеет химический символ Fe; в соединениях оно бывает двух- или трех валентным.
Запишите формулы двух возможных хлоридов железа. Проверьте ответ в рубрике 23.
2.	При обжиге пирита образуется диоксид серы. Этот газ используется затем в производстве серной кислоты. Разумеется, сначала диоксид серы приходится окислять до триоксида серы. Это осуществляется посредством либо башенного, либо контактного процесса.
\	Отметьте себе, что вам следует как можно скорее освежить в памяти
подробности этих процессов, используемых для получения серной кислоты!
А сейчас переходите к чтению рубрики 22.
3.	Проверьте ответы:
Гематит: Fe2O3
Лимонит: Fe2O3-2H2O
Еще одной важной рудой железа является магнетит, имеющий формулу Fe3O4. Магнетит можно рассматривать как смесь различных оксидов железа: вместо Fe3O4 можно записать FeO Fe2O3.
Магнетит-очень ценная железная руда, поскольку она содержит около 70% железа.
Какова валентность атомов железа в магнетите?
•	Три	-»	35
•	Два	-»	29
•	Два	и три	->	12
25
4.	Неправильно! На самом деле железная руда восстанавливается в доменной печи. Значит, она не может служить восстановителем! Восстановитель - это химическое вещество, которое осуществляет восстановление.
Прочтите еще раз рубрику 43.
5.	В форме кокса.
Теперь мы кратко повторим, какие химические процессы происходят в доменной печи. Завершите приведенные ниже уравнения.
Железо (I)
385
1.	Кокс соединяется с кислородом воздуха, образуя оксид углерода:
2С + О2 -► ...
2.	Оксид углерода восстанавливает оксидную руду железа
Fe2O3 + СО -> ...
или
Fe3O4 + СО -> ...
3.	Образующийся оксид железа (И) восстанавливается углеродом до металлического железа
FeO + С ->
Переходите к чтению рубрики 27.
6.	Составленные вами уравнения должны иметь вид
Fe3O4 + СО -> 3FeO + СО2
Fe2O3 + СО —» 2FeO + СО2
Верхняя зона доменной печи используется для предварительного разогрева холодной руды, загруженной в печь. На этой стадии руда, содержащая воду, теряет ее. Например, лимонит теряет воду в соответствии с уравнением
Fe2O3 2Н2О -> Fe2O3 + 2Н2О
В трех приведенных здесь уравнениях левые части содержат три различные руды железа. Назовите эти руды в той же последовательности.
	Три руды в приведенных выше уравнениях называются		
•	Магнетит, гематит и лимонит	—>	28
•	Магнетит, лимонит и гематит	—>	36
•	Гематит, лимонит и магнетит	—>	39
•	Пирит, гематит и лимонит	—>	41
7.	Уравнение, описывающее восстановление магнетита оксидом углерода с образованием оксида железа (II), имеет вид
Fe3O4 + СО -> 3FeO + СО2
Проверьте, сбалансировано ли это уравнение, сравнивая число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. При этом вы убедитесь, что уравнение действительно сбалансировано. Если бы исходным веществом был оксид железа(Ш) Fe2O3 вместо Fe3O4, уравнение реакции было бы совершенно аналогичным. Запишите соответствующее уравнение, а после этого попытайтесь ответить на следующий вопрос:
Какие продукты образуются в реакции, уравнение которой вы только что записали?
• Fe и СО2 • 3Fe и СО2 • 2FeO и СО2	-► 30 ->	21 -	19
25-1073
386
Программа IS
8.	Проверьте составленное вами уравнение и, если необходимо, исправьте ошибки. Правильное уравнение должно иметь вид
4FeS2 + 1Ю2 -> 2Fe2O3 + 8SO2
Сульфидные руды железа приходится превращать в оксидные руды железа, прежде чем их можно будет использовать для получения металлического железа. В отличие от этого оксидные руды железа пригодны для непосредственного использования.
Какому химическому процессу подвергают оксидные руды железа для получения из них железа?
•	Восстановлению	->	43
•	Окислению	->	16
•	Не знаю	-*	31
9.	шлак
Для кислой породы используют основный флюс, например:
SiO2 + СаО -» CaSiO3
Кислая порода + Основный флюс -> Шлак
В качестве основного флюса вместо оксида кальция можно использовать оксид магния.
Запишите уравнение реакции для этого случая, а затем переходите к чтению рубрики 32.
25
10.	Совершенно верно. Рассмотрим теперь подробно устройство доменной печи.
Печь установлена на фундаменте, на котором уложена кладка из огнеупорного кирпича, образующая лещадь (под). Нижняя часть доменной печи называется горн; последний соединяется с распаром -самой широкой частью доменной печи. Распар переходит в сужающуюся кверху шахту, которая заканчивается цилиндрическим колошником. В нижней части печи имеются отверстия -фурмы, через которые в печь вдувается горячий воздух. Устройство доменной печи показано на рис. 31. Чтобы лучше запомнить его, срисуйте схему доменной печи в свою тетрадь. Не забудьте при этом указать на рисунке названия различных частей печи.
А теперь перейдем к краткому описанию (в несколько упрощенной форме) химических процессов, происходящих в доменной печи.
Рис. 31
Железо (I)	387
Воздух, вдуваемый в печь снизу, превращает кокс (кокс представляет собой почти чистый углерод) в оксид углерода.
Запишите уравнение этой реакции, а затем переходите к чтению рубрики 34.
11.	Все продукты, образующиеся в этой реакции, входят в уравнение
FeS2 + О2 -> Fe2O3 + SO2
Вам следует лишь расставить в нем правильные коэффициенты.
Итак, запишите полное уравнение обжига пирита, после чего переходите к чтению рубрики 8.
12.	Совершенно верно. В магнетите Fe3O4 атомы железа имеют валентности два и три. Следовательно, магнетит можно рассматривать как оксид железа (II, III).
Все железные руды, с которыми мы познакомились до сих пор, содержат кислород. Такие руды называются оксидные руды. Их можно использовать непосредственно для получения железа.
Но кроме оксидных руд железа существуют еще некоторые серусодержащие руды железа. Они называются сульфидные руды железа.
Сульфидные руды железа нельзя использовать непосредственно для получения железа. Такие руды приходится предварительно подвергать «обжигу», т.е. окислению на воздухе.
Важным примером сульфидной руды железа служит пирит, химическая формула которого FeS2. Эта руда должна быть уже известна вам из проводившегося ранее обсуждения производства серной кислоты.
Какой продукт образуется при обжиге пирита?
•	Не знаю	-»	2
•	Диоксид серы	-»	22
•	Триоксид серы	->	37
13.	Важнейшими рудами железа являются:
Оксидные руды железа
Гематит: Fe2O3
Лимонит: Fe2O3-2H2O
Магнетит: Fe3O4
Сульфидные руды железа
Пирит: FeS2
В завершение этой программы приведем еще раз схематическое изображение доменной печи.
В начале этой программы вы уже перерисовывали себе в тетрадь
25
25*
388
Программа 25
Зона предварительного разогрева (200-400’0 Доменный
-------(колошниковый) Зона газ восстановления
(400-W00 ° С)
Загрузка
(200~400°С)
Шлак
Зона восстановления ( Ю00-2000°О
Доменный
(колошниковый) газ
Зона плавления _^2000_°£) воздух
Fe20^2H20 —* Fe203 + 2H20
Воздух
Чугун
Fe304+C0 -»-3FeO + CO2
Fe203+C0-»-2Fe0 + C02
FeO + C Fe + co 3Fe+ С -* Fe3C (немного)
2С + О2 -►ZCO
Колошник
Шахта
Распар
Горн

Лещадь (по
Рис. 32
подобную схему; перенесите теперь на нее указанные на рис. 32 температурные зоны и уравнения реакций, протекающих в этих зонах.
Конец программы 25.
14.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7.
15.	Проверьте составленные вами уравнения:
1.	FeO + С - Fe + СО
2.	3Fe + С -> Fe3C
25
Приблизительно на половине высоты печи развиваются температуры в интервале между 400 и 1000°С. В этой зоне происходит восстановление различных оксидов железа до оксида железа (И).
Запишите уравнения, соответствующие восстановлению Fe3O4 и Fe2O3, а затем переходите к чтению рубрики 6.
16.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 31.
17.	SiO2 + СаСО3 -► CaSiO3 + СО2
MgCO3 + SiO2 - MgSiO3 + СО2
Железо (I)
389
Теперь мы перейдем к обсуждению следующей важной реакции, которая протекает в доменной печи.
При очень высоких температурах, преобладающих в доменной печи, часть образующегося железа соединяется с присутствующим в печи углеродом.
Продукт этой реакции представляет собой карбид железа Fe3C:
3Fe + С -> Fe3C
Появление карбида железа обусловливает понижение температуры плавления железа, в результате чего железо становится жидким. Вместе со шлаком железо стекает к дну печи и собирается на лещади. Менее плотный шлак плавает в виде жидкости на поверхности железа и тем самым предохраняет железо от окисления воздухом, который продувают через печь.
Для какой реакции используют воздух в доменной печи? Запишите соответствующее уравнение.
Проверьте ответ в рубрике 40.
18.	шлак
Существуют две разновидности породы:
1.	«Кислая» порода, например кварц. Кварц представляет собой диоксид кремния SiO2.
2.	«Основная» порода, например карбонат магния MgCO3.
Классификация породы как кислой либо основной не должна пониматься в том смысле, будто мы действительно имеем дело с кислотами и основаниями. Здесь эти термины не имеют того химического смысла, который мы вкладывали в них ранее при обсуждении кислот и оснований. Они являются лишь удобными названиями, введенными работниками металлургической промышленности.
Порода называется кислая, потому что она может реагировать с основным флюсом, образуя соль. Аналогично основная порода может реагировать с кислым флюсом.
Соли, возникающие в результате реакции породы с флюсом, образуют легкоплавкий ....
Завершите это предложение и переходите к чтению рубрики 9.
19.	Совершенно верно. Приведем еще раз уравнения восстановления магнетита и оксида железа(III) оксидом углерода в доменном процессе:
Fe3O4 + СО -♦ 3FeO + СО2
Fe2O3 + СО -» 2FeO + СО2
Дальнейшее восстановление оксида железа (II) до металлического железа происходит в распаре доменной печи. (Какая это часть печи? Посмотрите свой рисунок!) Здесь оксид железа(II) реагирует с углеродом, образуя металлическое железо и оксид углерода:
FeO + С -► Fe + СО
В какой форме вводится углерод в доменную печь? Запишите ответ и переходите к чтению рубрики 5.
20.	Доменный (колошниковый) газ-это смесь газов, выходящих из верхней части доменной печи. Поскольку они не вступают больше в соприкосновение
390
Программа 25
с железной рудой, эти газы не могут служить восстановителем в рассматриваемом процессе.
Прочтите еще раз рубрику 43.
21.	Вы невнимательны. Прочтите еще раз рубрику 34.
22.	Ясно, что, при обжиге пирита должно происходить окисление входящих в него элементов. Образующимися при этом продуктами являются диоксид серы и оксид железа (III). Оксид железа (III) можно использовать затем для получения железа, а оксид серы-для получения серной кислоты.
Запишите теперь уравнение обжига пирита.
Только после того, как вы справитесь с этой задачей, можете переходить к чтению рубрики 8. Если же вы встретитесь с трудностями, обратитесь к рубрике 11.
23.	Проверьте ответы:
Хлорид железа(П): FeCl2
Хлорид железа(1П): FeCl3
Железо не встречается в природе в виде свободного металла. Обычно оно обнаруживается в виде железных руд. Приведем примеры двух важнейших железных руд:
Гематит, представляющий собой оксид железа (III), и
Лимонит, представляющий собой оксид железа (III) с двумя молекулами воды.
Запишите названия этих двух железных руд и соответствующие им химические формулы.
Проверьте ответ в рубрике 3.
25
24.	Восстановитель осуществляет восстановление, т.е. удаление кислорода от другого вещества. Разумеется, нельзя осуществить восстановление при помощи воздуха. Поскольку воздух содержит кислород, он должен действовать как окислитель.
Прочтите еще раз рубрику 43.
25.	Проверьте составленное вами уравнение:
СаСО3	+ SiO2	-► CaSiO3 + СО2
Основная порода + Кислый флюс -» Шлак
Попытайтесь теперь ответить на следующий вопрос:
В какой из приведенных ниже строк перечислены соединения, образующие основную породу в железных рудах?
•	Карбонат кальция, диоксид кремния	-»	33
•	Диоксид кремния, карбонат магния	-»	42
•	Карбонат кальция, карбонат магния	->	38
26.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 7.
Железо (I)
391
27.	1. 2С + О2 - 2СО
2.	Fe2O3 + СО -> 2FeO + С02 Fe3O4 + СО -» 3FeO + С02
3.	FeO + С -> Fe + СО
Теперь нам предстоит несколько глубже разобраться в процессе получения железа.
Железные руды никогда не встречаются в природе в совершенно чистом виде. Они всегда содержат значительные количества примесей, которые называются порода. Эти примеси подлежат удалению, что осуществляется превращением породы в легкоплавкий шлак.
С этой целью в железную руду приходится вводить вещество, называемое флюс.
Подведем итог:
Порода -примесь, содержащаяся в железной руде.
Флюс -вещество, добавляемое к руде в доменном процессе, которое превращает породу в легкоплавкий шлак.
Порода и флюс вместе образуют ....
Завершите это предложение и переходите затем к чтению рубрики 18.
28.	Совершенно верно.
Запишите теперь еще раз названия важнейших железных руд и укажите для каждой из них химический состав:
Г ематит
Лимонит
Магнетит
Пирит
Проверьте записанные вами формулы в рубрике 13.
29.	Посмотрите еще раз внимательно на формулу магнетита Fe3O4, или FeO Fe2O3. Из второго варианта формулы магнетита видно, что атомы железа в магнетите соединены с различным числом атомов кислорода. Следовательно, железо в нем должно иметь две разные валентности.
Запишите валентности атомов железа в магнетите.
Проверьте ответ в рубрике 12.
30.	Первоначальное восстановление оксидной руды железа газообразным оксидом углерода в доменной печи происходит только до оксида железа (II) FeO. Это восстановление еще не приводит к образованию элементарного железа. Вы уже прочли об этом выше. В дальнейшем постарайтесь быть внимательнее. Прочтите еще раз рубрику 34.

31.	Оксидные руды железа представляют собой соединения железа и кислорода.
Если нужно получить из них железо, то, очевидно, требуется удалить содержащийся в них кислород. Удаление кислорода из любого химического . соединения представляет собой его восстановление.
Следовательно, для получения железа из оксидных руд их необходимо ....
Завершите это предложение и переходите к чтению рубрики 43.
392
Программа 25
32.	Проверьте составленное вами уравнение:
SiO2	+	MgO
Кислая порода	+	Основный
флюс
MgSiO3
Шлак
При наличии в руде основной породы приходится пользоваться кислым флюсом, например:
MgCO3	+	SiO2	->	MgSiO3	+ СО2
Основная порода	+	Кислый	флюс -> Шлак
Если порода состоит из карбоната кальция, в качестве кислого флюса можно использовать кварц. Уравнение реакции в этом случае, разумеется, почти идентично. Запишите это уравнение, а затем переходите к чтению рубрики 25.
33.	Карбонат кальция, содержащийся в руде, действует как основная порода, но этого нельзя сказать о диоксиде кремния.
Чтобы вы полностью поняли эту тему, советуем вам еще раз тщательно проработать рубрики, касающиеся породы.
Начните с рубрики 18.
34.	Проверьте записанное вами уравнение:
2С + О2 -> 2СО
Оксид углерода действует на оксидную руду железа как восстановитель. Сначала руда восстанавливается только до оксида железа (И); реакция протекает по уравнению
Fe2O3 + СО -► 2FeO + СО2
Если в качестве оксидной руды используется магнетит Fe3O4, уравнение его восстановления оказывается аналогичным. Запишите это уравнение. Тогда вам нетрудно будет ответить на следующий вопрос:
Какие продукты образуются в результате восстановления магнетита согласно составленному вами уравнению?
2FeO и СО2	—>	14
3FeO и СО2	—>	19
3Fe и 4СО2	—>	26
25
35.	Посмотрите еще раз внимательно на формулу магнетита Fe3O4, или FeO-Fe2O3. Из второго варианта формулы видно, что атомы железа в магнетите соединены с разным числом атомов кислорода. Следовательно, железо в нем должно иметь две разные валентности.
Запишите валентности атомов железа в магнетите.
Проверьте ответ в рубрике 12.
36.	Ваш ответ не вполне правилен.
Fe3O4-магнетит, смесь оксидов железа, иначе, оксид Fe(II,III).
Fe2O3-гематит, железо в нем трехвалентное.
Железо (I)
393
Fe2O3-2Н2О-лимонит, железо здесь тоже трехвалентное. Лимонит, кроме того, содержит кристаллизационную воду.
Переходите к чтению рубрики 13.
37.	С химической точки зрения обжиг пирита представляет собой окисление. Сера, содержащаяся в пирите, окисляется, однако', только до диоксида серы. Дальнейшее окисление диоксида серы до триоксида серы затруднено. Для того чтобы оно осуществилось, приходится использовать специальные катализаторы. Вспомните о получении триоксида серы при помощи башенного или контактного процессов, используемых в производстве серной кислоты.
Отметьте себе, что вам следует как можно скорее восстановить в памяти подробности процессов производства серной кислоты!
А сейчас переходите к чтению рубрики 22.
38.	Совершенно верно.
А теперь перепишите себе в тетрадь уравнения, набранные курсивом, а затем завершите два приведенных в качестве примера уравнения как в словесной записи, так и с помощью химических формул.
Кислая порода + Основный флюс	-» Шлак + Диоксид углерода
Кварц + Карбонат кальция	-»	...
Основная порода + Кислый флюс	-»	Шлак	+ Диоксид углерода
Карбонат магния + Кварц	-»
Доменный шлак является важным побочным продуктом производства железа. Он используется, например, для мощения тротуаров.
Переходите к чтению рубрики 17.
39.	Ваш ответ не вполне правилен.
Fe3O4-магнетит, смесь оксидов железа, иначе, оксид Fe (11,111).
Fe2O3-гематит, железо в нем трехвалентное.
Fe2O3-2H2O-лимонит, железо здесь тоже трехвалентное. Лимонит, кроме того, содержит кристаллизационную воду.
Переходите к чтению рубрики 13.
40.	2С + О2 - 2СО
Познакомимся теперь с тем, какие температуры существуют в различных зонах доменной печи.
Если начать снизу, то температура в горне достигает приблизительно 2000°С, и это самая высокая температура в доменной печи. В этой зоне железо и шлак расплавляются и стекают на лещадь.
Выше этой зоны температура меняется от 2000 до 1000°С. В этой зоне образуется шлак и протекают еще два других химических процесса, а именно:
1)	восстановление оксида железа до металлического железа и
2)	образование карбида железа.
Запишите два уравнения, соответствующие этим процессам, а затем переходите к чтению рубрики 15.
25
394
Программа 25
41.	Ваш ответ не вполне правилен.
Fe3O4-магнетит, смесь оксидов железа, иначе, оксид Fe(II,III).
Fe2O3-гематит, железо в нем трехвалентное.
Fe2O3-2Н2О-лимонит, железо здесь тоже трехвалентное. Лимонит, кроме того, содержит кристаллизационную воду. Переходите к чтению рубрики 13.
42.	Карбонат магния, содержащийся в руде, действует как основная порода, однако этого нельзя сказать о диоксиде кремния.
Чтобы вы полностью поняли эту тему, советуем вам еще раз тщательно проработать рубрики, касающиеся породы.
Начните с рубрики 18.
43.	Совершенно верно. Оксидные руды железа восстанавливают в доменной печи.
Доменная печь представляет собой башню высотой около 25 м, в которую сверху засыпают железную руду и кокс. Снизу через нее продувают воздух.
В доменной печи протекает целый ряд химических реакций, все они осуществляются при довольно высоких температурах. Оксидные руды железа восстанавливаются до металлического железа, и жидкий металл вытекает из печи. Кроме железа образуется еще шлак, а из верхней части печи выходит доменный (колошниковый) газ.
	Что используется	в доменной печи	в качестве восстановителя?
•	Доменный газ	—>	20
•	Железная руда	—►	4
•	Кокс	—>	10
•	Воздух	—>	24
25
Программа 26
Железо (II)
1. Доменный процесс приводит к получению чугуна. Чугун плавится приблизительно при П00°С, тогда как температура плавления чистого железа выше 1500°С. Более низкая температура плавления чугуна объясняется наличием в нем различных примесей.
Одной из этих примесей является соединение железа и углерода, о котором мы уже упоминали.
Запишите название и химическую формулу этого соединения, а затем переходите к чтению рубрики 13.	'
1. Советуем вам хорошо запомнить правильный ответ:
Серый чугун содержит в качестве примесей кремний и графит (который и обусловливает серую окраску этого сорта чугуна).
Белый чугун содержит в качестве примесей ... и ....
Переходите к чтению рубрики 9.
3.	кислой кладкой
В тех случаях, когда для получения чугуна используются фосфорсодержащие руды железа, при дальнейшем превращении такого чугуна в сталь требуется проводить одну особую процедуру. Фосфорсодержащие руды железа всегда дают чугун, в котором имеются примеси фосфора. Долгое время не удавалось получать сталь из такого материала в конвертере Бессемера. Однако в процессе окисления фосфор может быть превращен в продукт, название и формулу которого вы должны знать.
Запишите название и формулу этого продукта, а затем переходите к чтению рубрики 25.
4.	Совершенно верно. Железо может иметь валентности два и три. Среди важнейших соединений железа, например:
FeCl2, FeCl3, Fe2O3 и FeO
В каких из этих соединений железо
а)	двухвалентно и
б)	трехвалентно?
Запишите валентности железа в каждом из перечисленных соединений и проверьте ответ в рубрике 48.
5.	Проверьте ответы:
а)	В гравиметрическом анализе используются: весы, фильтр, гири, воронка, фильтровальная бумага, тигель.
б)	В волюметрическом анализе используются: бюретка, пипетка, мерный цилиндр, индикатор.
Перейдем теперь к краткому повторению пройденного материала.
Железо редко встречается в виде свободного металла. Важнейшими рудами железа являются (в порядке, соответствующем содержанию в них
26
396
Программа 26
железа):
Магнетит-оксид железа (ИДИ)
Гематит-оксид железа (III)
Лимонит-оксид железа (III) с двумя молекулами воды
Пирит-сульфид железа FeS2
Сколько из этих руд можно непосредственно использовать для получения чугуна?
•	Все	->	74
•	Три	-►	49
•	Две	->	12
•	Одну	->	43
•	Не знаю	->	57
6.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 65.
7.	Совершенно верно. Для более подробного рассмотрения этого вопроса переходите к чтению рубрики 15.
8.	Железо может иметь валентности два и три. Рассмотрим, например, следующие соединения:
FeCl2, FeCl3, Fe2O3 и FeO
В каких из этих соединений железо
а)	двухвалентно и
б)	трехвалентно?
Запишите валентности железа в каждом из перечисленных соединений и проверьте ответ в рубрике 48.
9.	Совершенно верно. Основными примесями в сером чугуне являются кремний и углерод в форме графита.
Белый чугун содержит в качестве основных примесей марганец и карбид железа.
При какой температуре плавится чугун?
•	Приблизительно при 500 °C	-» 30
•	Приблизительно при 1100 °C	-+ 21
•	Приблизительно при 1500°С	16
10.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 13.
11.	Вы ответили неправильно, потому что работаете невнимательно. Если вы еще раз внимательно прочтете рубрику 41, то сможете дать правильный ответ. Обратитесь к рубрике 41.
12.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 57.
Железо (II)
397
13.	Карбид железа Fe3C.
Различают два типа чугуна, а именно:
1.	Белый чугун, который содержит в качестве основных примесей марганец и карбид железа.
2.	Серый чугун, который содержит в качестве основных примесей кремний и углерод в виде графита (он и придает такому чугуну серую окраску).
Что имеет более низкую температуру плавления: чугун обоих типов или чистое железо?
•	Чистое железо	-»	23
•	Белый и серый	чугун	->	27
•	Не знаю	->	1
14.	Железо может иметь валентности два и три. Рассмотрим, например, следующие соединения:
FeCl2, FeCl3, Fe2O3 и FeO
В каких из этих соединений железо
а)	двухвалентно и
б)	трехвалентно?
Запишите валентности железа в каждом из перечисленных соединений и проверьте ответ в рубрике 48.
15.	Обсуждая ранее доменный процесс, мы указывали следующее:
Для удаления примесей, содержащихся в железных рудах, т.е. так называемой породы, к руде добавляют различные флюсы.
Кислая порода, например кварц SiO2, соединяется с основными флюсами, например оксидом кальция СаО, образуя шлак.
Основная порода, например карбонат магния MgCO3, точно так же соединяется с кислыми флюсами, например кварцем SiO2, образуя шлак.
Аналогичная реакция происходит в бессемеровском процессе.
Окисление марганца, содержащегося в чугуне, приводит к образованию основного диоксида марганца. Этот продукт соединяется затем с ... кладкой конвертера Бессемера.
Завершите последнее предложение и переходите затем к чтению рубрики 3.
16.	Температура плавления чистого железа превышает 1500°С. Поскольку чугун содержит различные примеси, он плавится при более низкой температуре.
Постарайтесь запомнить следующее:
Чугун плавится приблизительно при 1100°С.
Переходите к чтению рубрики 21.

17.	Совершенно верно. Если образец белого чугуна поместить в разбавленную соляную кислоту, то он растворяется в ней без остатка. Это объясняется тем, что примеси, содержащиеся в белом чугуне, а именно карбид железа и марганец, растворимы в соляной кислоте.
Если же в разбавленной соляной кислоте растворяют образец серого чугуна, то остается черный осадок из нерастворимого графита.
398
Программа 26
Какие еще примеси содержит серый чугун?
•	Марганец	->	34
•	Кремний	->	9
•	Карбид железа	->	2
18.	Проверьте	составленное вами уравнение:
2Fe(OH)3 "Ро^ливание	+ 3H Q
После охлаждения оксид железа (III) взвешивают. Установив его массу, легко вычислить количество железа в исходном растворе. Определение содержания железа при помощи такой процедуры основано на использовании аналитических весов. Количественная аналитическая методика подобного типа называется весовой (гравиметрический) анализ.
Ответьте теперь в письменной форме на следующий вопрос:
Какое из перечисленного ниже оборудования используется
а)	в гравиметрическом (весовом) анализе и
б)	в волюметрическом (объемном) анализе?
Весы, бюретка, пипетка, фильтр, гири, воронка, мерный цилиндр, фильтровальная бумага, индикатор, тигель.
Проверьте ответ в рубрике 5.
19.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 13.
20.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 15.
26
21.	Совершенно верно. Серый чугун используется в форме литейного чугуна или перерабатывается в сталь. Белый чугун слишком тверд и хрупок, чтобы использоваться в качестве литейного чугуна, поэтому его перерабатывают в сталь.
Железо, которое не используется для литья, а куется либо прокатывается, называется ковкое железо. Соответственно этому можно утверждать: Сталь-это ковкое железо.
Чтобы получить сталь из чугуна, прежде всего необходимо удалить примеси, содержащиеся в чугуне.
Удаление примесей из чугуна осуществляется окислением. В этом процессе образуются такие продукты окисления:
Из углерода и карбида железа: диоксид углерода
Из марганца: диоксид марганца
Из кремния: диоксид кремния
Запишите названия и формулы этих продуктов окисления. Учтите при этом, что марганец в данном случае четырехвалентен; его оксид представляет собой оксид марганца (IV).
Переходите к чтению рубрики 37.
22.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 66.
Железо (II)
399
23.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 1.
24.	Продукт сплавления двух или нескольких металлов называется сплав. Перейдем теперь к обсуждению химических и физических свойств железа. Железо-тяжелый металл, имеющий плотность 7,8 г/см3. Железо притягивается к магниту, потому что в присутствии магнита оно само намагничивается. Однако оно теряет намагниченность после удаления магнита Химические свойства железа уже рассматривались понемногу
в предыдущих программах. Например, вам должно быть кое-что известно о проявляемых железом валентностях.
Какие валентности возможны у железа?
•	Два	-►	8
•	Три	->	14
• Два и три	4
•	Два,	три и пять	->	35
•	Не знаю	->	39
25.	При окислении чугуна, содержащего фосфор, последний превращается в оксид фосфора(V) (иначе пентоксид фосфора) Р2О5, кислотный ангидрид фосфорной кислоты.
Возможно, вы теперь догадаетесь, как превращают в сталь чугун, содержащий фосфор.
Какого типа кладка должна быть использована в конвертере Бессемера при превращении в сталь чугуна, содержащего фосфор?
•	Основная кладка	->	46
•	Кислая кладка	->	36
•	Не знаю	->	41
26.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 66.
27.	Как белый, так и серый чугун содержат примеси, которые снижают температуру плавления по сравнению с чистым железом. Таким образом, чугун обоих типов плавится при более низкой температуре, чем чистое железо.
Какие главные примеси содержатся в
а)	белом чугуне и
б)	сером чугуне?
•	а) Марганец и карбид железа б) Кремний	—►	19
•	а) Марганец б) Кремний и углерод (графит)	—>	33
•	а) Марганец и углерод (графит) б) Кремний и карбид железа		10
•	а) Марганец и карбид железа б) Кремний и углерод (графит)	—>	17
26
400
Программа 26
28.	Феррицианид калия используется для обнаружения солей железа (II). Только в присутствии солей железа (II) феррицианид калия вызывает образование синего осадка.
Для обнаружения солей железа (III) нужно пользоваться ферроцианидом калия.
Прочтите еще раз рубрику 66.
29.	В конвертере Бессемера воздух продувают через раскаленный жидкий чугун. Часть железа окисляется продуваемым воздухом, что видно по появлению бурых облаков дыма, состоящего из мельчайших частиц оксида железа, которые поднимаются над сталелитейным цехом. Однако в основном окислению подвергаются примеси, присутствующие в чугуне. Продукты окисления удаляются в виде газов, как, например, диоксид углерода, либо впитываются кладкой конвертера Бессемера.
В качестве примера укажем, что окисление марганца приводит к образованию основного оксида марганца (IV) (иначе, диоксид марганца).
Какого типа кладку должен иметь конвертер Бессемера, чтобы поглощать эти основные примеси?
•	Не знаю	->	15
•	Основную кладку	->	20
•	Кислую кладку	->	7
30.	Постарайтесь запомнить следующее:
Чугун плавится приблизительно при 1100°С.
Переходите к чтению рубрики 21.
31.	Неправильно. Железо и его соединения не являются удобрениями. Прочтите еще раз рубрику 46.
32.	Никель, хром, марганец
Теперь запишите ответ на следующий вопрос: что такое сплав?
Если вам трудно ответить на этот вопрос, прочтите еще раз рубрику 44.
Если вы можете ответить на этот вопрос, то переходите после этого к чтению рубрики 24.
33.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 13.
26
34.	Советуем вам хорошо запомнить правильный ответ:
Серый чугун содержит в качестве примесей кремний и графит (который и обусловливает серую окраску этого сорта чугуна!).
Белый чугун содержит в качестве примесей ... и ....
Переходите к чтению рубрики 9.
35.	Железо может иметь валентности два и три. Рассмотрим, например, следующие соединения:
Железо (II)
401
FeCl2, FeCl3, Fe2O3 и FeO
В каких из этих соединений железо
а)	двухвалентно и
б)	трехвалентно?
Запишите валентности железа в каждом из перечисленных соединений и проверьте ответ в рубрике 48.
36.	Неправильно. Правда, следует признать, что вопрос не из легких. Переходите к чтению рубрики 41.
37.	Диоксид углерода СО2; диоксид марганца МпО2; диоксид кремния SiO2.
Окисление примесей, содержащихся в чугуне, осуществляется при помощи воздуха. Процесс проводится в конвертере Бессемера. Конвертер Бессемера представляет собой грушевидный стальной сосуд, выложенный изнутри слоем огнеупорного материала. Этот слой называется печная кладка (футеровка).
Рис. 33
Срисуйте приведенное здесь схематическое изображение конвертера Бессемера. После этого переходите к чтению рубрики 29.
38.	Совершенно верно.
Уравнения, которые вам следовало составить, должны иметь вид
Fe + 2НС1 -> FeCl2 + Н2
Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2
Сульфат железа(П) кристаллизуется с несколькими молекулами кристаллизационной воды, поэтому имеет химическую формулу
FeSO4-7H2O
Что происходит при действии концентрированной серной кислоты на железо?
•	Образуется сульфат железа(П)	-»	64
•	Образуется сульфат железа(Ш)	->	52
•	Не происходит никакой реакции	-»	71
26
26-1073
402
Программа 26
39.	Железо может иметь валентности два и три. Рассмотрим, например, следующие соединения:
FeCl2, FeCl3, Fe2O3 и FeO
В каких из этих соединений железо
а)	двухвалентно и
б)	трехвалентно?
Запишите валентности железа в каждом из перечисленных соединений и проверьте ответ в рубрике 48.
40.	Очевидно, вы перепутали соли. Прочтите еще раз рубрику 48.
41.	Основные продукты могут поглощаться кислой кладкой.
Кислые продукты могут поглощаться основной кладкой.
' Окисление различных сортов чугуна, содержащих фосфор, должно приводить к образованию кислого продукта, а именно оксида фосфора(У) (иначе, пентоксид фосфора).
Какой же тип кладки должен, следовательно, использоваться при превращении в сталь чугуна, содержащего фосфор?
•	Основная кладка	-» 46
•	Кислая кладка	->	11
42.	Совершенно верно. Помните ли вы еще, какой реактив используется для обнаружения солей железа(П)?
•	Тиоцианат калия	-»	73
•	Феррицианид калия	->	59
•	Ферроцианид калия	->	26
43.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 57.
26
44.	Качество стали, полученной при помощи любого из описанных выше процессов, может быть повышено разнообразными способами, в основе которых лежит ее сплавление с другими металлами. В качестве примера таких металлов укажем никель, хром и марганец. Сталь просто сплавляют с одним или несколькими такими металлами. Продукт сплавления двух или нескольких металлов называется сплав.
Сплавы часто обладают ценными свойствами и поэтому находят различные специальные применения. В качестве примера приведем сталь, сплавленную с хромом. Такой сплав не ржавеет и поэтому используется под названием нержавеющая сталь.
Запишите названия трех металлов, с которыми обычно сплавляется сталь. После этого переходите к чтению рубрики 32.
45.	Нет, важным удобрением Является побочный продукт процесса Томаса.
Процесс Томаса используется для переплавки в сталь различных сортов чугуна, содержащих в качестве главной примеси фосфор; томас-шлак,
Железо (II)	403
получаемый как побочный продукт этого процесса, может использоваться в качестве удобрения благодаря высокому содержанию фосфора.
Переходите к чтению рубрики 63.
46.	Совершенно верно. Процесс, используемый для превращения фосфорсодержащего чугуна в сталь, называется томасовский процесс.
Итак, мы описали два процесса, которые используются для получения стали:
1.	Бессемеровский процесс состоит в окислении содержащихся в чугуне примесей воздухом. Главной примесью является марганец, который окисляется в основный оксид марганца(1У) (диоксид марганца), а затем поглощается кислой печной кладкой.
2.	Томасовский процесс состоит в окислении содержащихся в чугуне примесей воздухом. Главной примесью является фосфор, который окисляется в кислотный оксид фосфора(У) (пентоксид фосфора), а затем поглощается основной печной кладкой.
Кладка в конвертерах Бессемера и Томаса состоит из огнеупорных кирпичей. Необходимость в таком материале объясняется тем, что оба конвертера действуют при температурах около 1400°С. Кладку в них приходится время от времени заменять. Старую кладку из конвертеров Томаса перемалывают в мелкий порошок и используют в качестве удобрения.
. Какой компонент при этом выступает в роли удобрения?
•	Железо	->	31
•	Калий	-»	62
•	Азот	->	54
•	Фосфор	->	58
47.	Совершенно верно. Кроме объемного (волюметрического) анализа существует еще другой важный метод количественного анализа, называемый весовой (гравиметрический) анализ. В этом методе вещества, подлежащие анализу, превращают в такую форму, в которой их можно взвесить. Рассмотрим следующий пример:
Если водный раствор аммиака добавить к раствору хлорида железа(Ш), образуется коричневый осадок гидроксида железа. Эта реакция описывается уравнением
FeCl3 + 3NH3 + ЗН2О -> Fe(OH)3 + 3NH4C1
Чтобы выполнить количественное определение всего железа, содержащегося в растворе, осажденный гидроксид железа собирают на фильтровальной бумаге, промывают и затем высушивают вместе с фильтровальной бумагой. Однако гидроксид железа(1П) является неподходящим соединением для гравиметрического анализа, поскольку он всегда сохраняет некоторое количество воды. Поэтому фильтровальную бумагу с осадком помещают в тигель и нагревают докрасна. Фильтровальная бумага сгорает, а гидроксид железа(Ш) теряет воду и превращается в оксид железа(Ш).
Запишите уравнение процесса отщепления воды от гидроксида железа(Ш). После этого переходите к чтению рубрики 18.
26
26*
404
Программа 26
48.	Железо имеет валентность два в FeCl2 и FeO.
Железо имеет валентность три в FeCl3 и Fe2O3.
Железо реагирует с разбавленными кислотами, особенно с разбавленными соляной и серной кислотами. Однако железо не реагирует с концентрированной серной кислотой. По этой причине концентрированную серную кислоту можно хранить и транспортировать в стальных емкостях. На воздухе железо реагирует с кислородом и ржавеет. Ржавчина состоит из разнообразных оксидов и гидроксидов железа.
Запишите уравнения реакций железа
а)	с разбавленной соляной кислотой и
б)	с разбавленной серной кислотой.
Рассчитайте молекулярную массу каждой из образующихся солей железаЩ). Необходимые для вычислений атомные массы: Fe = 56, Cl = 35,5; молекулярная масса остатка SO4 = 96.
Какие молекулярные массы вы получили?
•	а) 127	б) 152	—>	38
•	а) 162,5	б) 152	—>	60
•	а) 152	б) 127	—>	40
•	Получены	другие результаты	—>	68
49.	Совершенно верно. Только пиритную руду приходится обжигать, прежде чем ее можно будет использовать для получения чугуна. Три остальные руды железа из числа названных представляют собой оксидные руды и поэтому могут использоваться непосредственно.
Выплавка железа проводится в доменной печи. Печь загружают железной рудой, коксом и различными флюсами. Горячий воздух, вдуваемый в печь снизу, соединяется с углеродом, образуя ....Это вещество затем
восстанавливает железную руду в оксид железа(П). Восстановление оксида железа (II) до металлического железа осуществляется присутствующим в печи .... Часть железа реагирует с углеродом, образуя ....
Завершите эти предложения, а затем переходите к чтению рубрики 61.
50.	Правильно.
Конец программы 26.
26
51.	Нет, важным удобрением является побочный продукт процесса Томаса.
Процесс Томаса используется для переплавки в сталь различных сортов чугуна, содержащих в качестве главной примеси фосфор. Томас-шлак, получаемый как побочный продукт этого процесса, может использоваться в качестве удобрения благодаря высокому содержанию фосфора.
Переходите к чтению рубрики 63.
52.	Вы не обратили внимание на важные сведения, которые были указаны ранее по этому поводу.
Вы получите правильный ответ, если еще раз внимательно прочтете рубрику 48.
Железо (11)
405
53.	Проверьте ответы:
Феррицианид калия используют для обнаружения солей железа(Н).
Ферроцианид калия используют для обнаружения солей железа(Ш).
Другая проба на соли железа(1П)-и очень чувствительная-это реакция этих солей с тиоцианатом калия. Если добавить раствор тиоцианата калия к раствору соли железа(П1), появляется кроваво-красная окраска.
Что наблюдается, когда соли железа(Ш) реагируют:
а)	с феррицианидом калия и
б)	с тиоцианатом калия?
• а) Образуется синий осадок
б) Появляется кроваво-красная окраска	-» 28
•	В обоих случаях образуется синий осадок	-» 22
•	а) Не образуется осадок
б)	Появляется кроваво-красная окраска -> 42
54.	Неправильно. Хотя существуют удобрения, состоящие из соединений азота, такие соединения не содержатся в томас-шлаке.
Прочтите еще раз рубрику 46.
55.	Проверьте ответ:
Процесс Сименса-Мартена проводится в больших печах с открытым подом (мартеновские печи). Для окисления примесей, содержащихся в чугуне, используется кислород, связанный в оксидах железа. Оксиды железа вводятся в процесс в форме ржавого металлолома.
Железо играет в технике чрезвычайно важную роль. Действительно, о промышленном потенциале страны можно судить по уровню производства чугуна и стали. Мировое производство стали в 1980 г. достигало 750 млн. тонн.
Ежегодный выпуск чугуна и стали превышает приблизительно в 20 раз выпуск всех остальных металлов, вместе взятых.
Переходите к чтению рубрики 44.
56.	Ваш ответ почти правилен. Согласно вашему результату полное уравнение должно иметь следующий вид:
lFe2O3 -I- 6НС1 -> 2FeCl3 + ЗН2О
Однако, когда в химическом уравнении перед формулой какого-либо вещества появляется коэффициент 1, его просто опускают. Поэтому правильная запись обсуждаемого уравнения должна иметь вид
Fe2O3 + 6НС1 -> 2FeCl3 + ЗН2О
Переходите к чтению рубрики 66.
57.	Многочисленные руды железа подразделяются на два типа:
1.	Оксидные руды железа, например гематит, лимонит и магнетит.
2.	Сульфидные руды железа, например пирит.
Оксидные руды железа могут использоваться непосредственно для получения железа в доменных печах. В отличие от этого сульфидные руды приходится сначала обжигать, т.е. нагревать докрасна при продувке воздухом.
26
406
Программа 26
В этом процессе образуются оксиды железа и диоксид серы. Типичное уравнение такой реакции имеет вид
4FeS2 + 11О2 -> 2Fe2O3 + 8SO2
Переходите к чтению рубрики 49.
58.	Совершенно верно. При использовании томас-шлака в качестве удобрения его эффективным компонентом является содержащийся в шлаке фосфор.
Завершите теперь следующие предложения:
Для получения стали используются два процесса: процесс ... и процесс .... Оба этих процесса проводятся в стальных конвертерах. Чтобы ... примеси, содержащиеся в чугуне, через расплавленный чугун продувают ....
Переходите к чтению рубрики 69.
59.	Совершенно верно. Рассмотрим теперь, как можно проводить определение соединений трехвалентного железа, не только качественное, но и количественное.
Мы уже описывали одну процедуру для проведения количественного анализа. Как называется эта процедура?
•	Объемный (волюметрический)	анализ	->	4П
•	Электролиз	->	72
•	Катализ	-»	67
60.	При действии соляной кислоты на железо образуется хлорид железа(П), а не хлорид железа(1П).
Прочтите еще раз рубрику 48.
26
61.	Пропущенные слова:
оксид углерода
углеродом
карбид железа
В любом процессе выплавки стали прежде всего необходимо удалить примеси, содержащиеся в чугуне. Для этого существуют три способа:
1.	Окисление примесей кислородом воздуха. В тех случаях, когда главной примесью является марганец, процесс окисления приводит к образованию основного оксида марганцаДУ), иначе, диоксида марганца. Это вещество может поглощаться кислой печной кладкой. Процесс проводится в конвертере.
2.	Окисление примесей кислородом воздуха. В тех случаях, когда главной примесью является фосфор, процесс окисления приводит к образованию кислотного оксида фосфора(У), иначе, пентоксида фосфора. Это вещество может поглощаться основной печной кладкой. Процесс проводится в конвертере.
3.	Окисление примесей кислородом, который вносится в форме оксидов железа. Процесс проводится в печи с открытым подом (мартеновская печь).
Запишите название каждого из этих процессов, а затем переходите к чтению рубрики 75.
62.	Неправильно. Хотя существуют калийные удобрения, содержащие
в качестве своих действующих компонентов соли калия, последний отсутствует в томас-шлаке.
Прочтите еще раз рубрику 46.
Железо (JI)
407
63.	Совершенно верно. Железо-тяжелый металл. Когда он приходит в соприкосновение с магнитом или помещается в магнитное поле, он сам намагничивается. Железо разрушается под действием влажного воздуха, подвергаясь при этом процессу ржавления. При взаимодействии
с разбавленными кислотами образуется оксид двухвалентного железа. Железо не реагирует с концентрированной серной кислотой.
Для аналитической пробы на соединения железа можно использовать следующие реактивы:
а)	Для соединений двухвалентного железа: феррицианид калия.
б)	Для соединений трехвалентного железа: ферроцианид калия.
в)	Для соединений трехвалентного железа: тиоцианат калия.
Что наблюдается при проведении каждой из этих трех аналитических реакций?	Л
• а) Образование синего осадка
б) Образование синего осадка
в) Образование красного осадка ->	70
• а) Появление синей окраски
б) Появление синей окраски
в) Появление красной окраски	->	6
• а) Образование синего осадка
б)	Образование синего осадка
в)	Появление красной окраски	-> 50
64.	Вы не обратили внимание на важные сведения, которые были указаны ранее по этому поводу.
Вы получите правильный ответ, если еще раз внимательно прочтете рубрику 48.
65.	Хотя вам удалось правильно указать окраску, возникающую во всех трех аналитических реакциях обнаружения железа, вы не сумели запомнить, в какой из этих реакций образуется осадок.
Правильные ответы должны быть такими:
а)	Соединение двухвалентного железа + Феррицианид калия -►
-> Синий осадок
б)	Соединение трехвалентного железа + Ферроцианид калия -►
-> Синий осадок
в)	Соединение трехвалентного железа + Тиоцианат калия -»
-> Красная окраска
Конец программы 26.
66.	Совершенно верно. При аналитическом обнаружении соединений железа следует проводить различие между соединениями двухвалентного и трехвалентного железа.
Реактивы, используемые для обнаружения солей железа, представляют собой довольно сложные неорганические соединения. Вам нужно запомнить только их названия.
Для обнаружения солей железа(П) используют феррицианид калия.
Для обнаружения солей железа(Ш) используют ферроцианид калия.
26
408	Программа 26
При проведении пробы на соль железа(И) раствор соли смешивают с некоторым количеством раствора феррицианида калия. Если при этом образуется темно-синий осадок, это указывает на наличие в исходном растворе соли железа(П).
Аналогично при проведении пробы на соль железа(Ш) раствор соли смешивают с некоторым количеством раствора ферроцианида калия. Образование темно-синего осадка указывает на присутствие в исходном растворю соли железа(Ш).
Запишите название двух указанных выше реактивов и укажите рядом с каждым из них, для обнаружения какого типа соединений железа его используют.
Переходите к чтению рубрики 53.
67.	Нет, катализ-это что-то совсем иное.
Катализатором называется вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции присутствует в той же самой форме, что и до ее начала.
Ниже приводится пример каталитической реакции.
При нагревании хлората калия кислород выделяется значительно легче и равномернее, если добавить некоторое количество диоксида марганца. В этой конкретной реакции диоксид марганца, иначе, оксид марганца(1У), действует как катализатор.
Прочтите теперь еще раз рубрику 59.
68.	Если вы получили результаты, которые отличаются от всех приведенных в рубрике 48, значит, вы где-то сделали ошибку.
При действии соляной кислоты на железо образуется хлорид железа(П); при действии разбавленной серной кислоты на железо образуется сульфат железа(Н).
Кроме того, в обоих случаях выделяется газообразный водород.
Согласуются ли эти утверждения с составленными вами уравнениями? При необходимости вы можете теперь исправить ваши уравнения и проверить свои вычисления.
Прочтите еще раз рубрику 48.
69.	Проверьте ответ:
Для получения стали используются два процесса: процесс Бессемера и процесс Томаса. Оба этих процесса проводятся в стальных конвертерах. Чтобы окислить примеси, содержащиеся в чугуне, через расплавленный чугун продувают воздух*.
Если вы не смогли ответить на последний вопрос или допустили при ответе на него ошибки, в ваших интересах еще раз прочесть материал, начинающийся с рубрики 37.
Существует еще третий процесс для получения стали из чугуна. Это процесс Сименса-Мартена.
Как и в двух других процессах, в нем осуществляется окисление примесей, содержащихся в чугуне. Для этого в данном случае используется кислород, связанный в форме оксидов железа.
* Использование кислородного дутья позволяет ускорить процесс-Прим. ред.
Железо (П)
409
Процесс Сименса-Мартена проводится в больших плоских печах (печи с открытым подом). Как и в описанных выше случаях, окисленные примеси из чугуна поглощаются соответственно подобранной кладкой.
Оксиды железа, необходимые в процессе Сименса-Мартена, добавляют в расплавленный чугун в форме ржавого металлолома. Ржавый металлолом содержит достаточное количество различных оксидов железа.
Завершите теперь следующие предложения:
Процесс Сименса- ... проводится в больших печах с открытым подом (мартеновские печи). Для окисления примесей, содержащихся в чугуне, используется кислород, связанный в ...Оксиды железа вводятся в процесс
в форме ...
Переходите к чтению рубрики 55.
70.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 65.
71.	Правильно! Железо не подвержено действию концентрированной серной кислоты, хотя оно реагирует с разбавленной серной кислотой, образуя сульфат железа(П). С соляной кислотой железо образует хлорид железа(П).
Один из способов получения хлорида железа(Ш) заключается
в растворении оксида железа(1П) в соляной кислоте. Приведем неполное уравнение этой реакции:
Fe2O3 + НС1 -> FeCl3 + Н2О
В этом уравнении недостает коэффициентов. Можете ли вы указать правильные коэффициенты?
	Перед Fe2O3	Перед НС1	Перед FeCl3	Перед Н2О
•	—	6	—	3	—>	76
•	—	6	2	3	-> 66
•	1	6	2	3	—> 56
72.	Под электролизом понимается разложение химического соединения действием постоянного электрического тока, например разложение воды на водород и кислород.
Прочтите еще раз рубрику 59.
73.	Неправильно. Прочтите еще раз рубрику 66.
74.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 57.
75. Три описанных процесса имеют следующие названия:
1. Процесс Бессемера (бессемеровский процесс)
2. Процесс Томаса (томасовский процесс)
3. Процесс Сименса - Мартена
4S0
Программа 26
26
В каком из этих трех процессов один из образующихся побочных продуктов является важным удобрением?
•	В процессе	Бессемера	-+	45
•	В процессе	Томаса	-»	63
•	В процессе	Сименса-Мартена	->	51
76. Вы не поставили коэффициент перед FeCl3.
Посмотрите еще раз внимательно на уравнение, приведенное в рубрике 71, и вы сможете прийти к правильному результату.
Вернитесь к рубрике 71.
Программа 27
Медь, свинец, цинк й олово
1.	В этой программе мы обсудим четыре металла, каждый из которых имеет широкое применение в технике. Мы начнем с меди, которая представляет собой красноватый и блестящий тяжелый металл. Все знают, что медь очень хорошо проводит тепло и электрический ток.
Медь устойчива в сухом воздухе при не слишком высоких температурах. При этих условиях она сохраняет красноватую блестящую поверхность. Однако за несколько недель или месяцев пребывания во влажном воздухе она покрывается зеленоватым слоем, состоящим главным образом из гидроксида меди и карбоната меди. Этот слой, который часто можно увидеть на старых крышах и куполах, называется патина, иди ярь-медянка.
Ответьте теперь на следующие вопросы:
Каковы важнейшие свойства меди?
Как образуется патина?
Что представляет собой патина?
Проверьте ответы в рубрике 24.
2.	Ваш ответ правилен только в отношении CuFeS2. Однако вы не учли, что кислород входит в уравнение в форме О2.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 12.
3.	По-видимому, вы записали неправильные формулы. Ниже приведены структурные формулы этих соединений:
cv
О	Си—О
Си'
оксид меди(1)	оксид меди(П)
Внимательно посмотрите на эти формулы и подсчитайте число валентных связей в каждой из них. Это позволит вам определить валентности меди и кислорода, в каждом соединении. Затем запишите молекулярные формулы для каждого из этих двух оксидов меди.
После этого повторите вычисления и переходите к рубрике 11.
4.	Совершенно верно. Полное уравнение должно иметь такой вид:
2CuS + ЗО2 -> 2CuO + 2SO2
Теперь вам нетрудно будет найти недостающие коэффициенты в приведенном ниже уравнении. Это уравнение описывает реакцию обжига медного колчедана, который состойт из сульфидов меди и железа. Он имеет формулу CuFeS2. При его обжиге образуются оксид меди, оксид железа и диоксид серы:
CuFeS2 + О2 -> CuO + Fe2O3 + SO2
27
412
Программа 27
Каковы недостающие в этом уравнении коэффициенты?
	Перед CuFeS2	Перед о2	Перед СиО	Перед Fe2O3	Перед SO2
•	2	13	2	2	4	-> 21
•	4	13	4	2	8	-> 25
•	Не знаю				->	12
•	2	10	6	4	4	-> 28
•	4	6	2	2	4	-> 32
5.	Прочтите и запишите на память следующее:
Для проведения аналитической пробы на соединения меди используется избыток водного раствора аммиака, добавление которого приводит к появлению темно-синей окраски.
Переходите к чтению рубрики 9.
6.	Вы неправильно составили полное уравнение реакции. За разъяснениями обратитесь к рубрике 27.
7.	Проверьте составленные вами уравнения:
1.	СиО + Н2 - Си + Н2О
2.	СиО + С -> Си + СО
В промышленных условиях для восстановления оксида меди используют кокс. Углерод, содержащийся в коксе, представляет собой более экономичный восстановитель, чем водород.
Медь, входящую в состав сульфидной руды, нельзя непосредственно использовать для восстановления до металлической меди. Предварительно ее приходится подвергать такой же обработке, как и сульфидные руды других металлов.
Завершите следующие предложения:
Сульфидные руды приходится предварительно .... чтобы затем можно было получать из них металлы. Под обжигом понимают нагревание сульфидной руды в присутствии .... При этом сульфиды металлов образуют соответствующие ..... и .....
Проверьте ответ в рубрике 22.
8.	Вы перепутали значения для оксида меди(1) и оксида меди(П). Прочтите еще раз рубрику 24.
27
9.	Совершенно верно. Можно добавить еще, что такие синие аммиачные растворы солей меди являются важными растворителями для целлюлозы. Использование этих растворителей позволяет получать искусственное волокно, так называемый медно-аммиачный шелк.
Конец программы 27.
Медь, свинец, цинк и олово
413
10.	Прочтите и запишите на память следующее:
Для обнаружения свинца и его соединений используется сероводород. При взаимодействии свинца с сероводородом образуется черный осадок сульфида свинца.
Приведем два примера таких реакций:
РЬС12 + H2S -» PbS + 2НС1
Pb(NO3)2 + H2S -> PbS + 2HNO3
Переходите к чтению рубрики 84.
11.	Совершенно верно. Формулы двух оксидов меди таковы:
Cu2O	CuO
оксид меди (I)	оксид меди (II)
Оба этих оксида образуются при нагревании меди на воздухе.
Запишите уравнения этих двух реакций окисления и проверьте их в рубрике 39.
12.	Правильные коэффициенты в этом уравнении найти действительно нелегко. Однако задача покажется вам проще, если сначала обсудить соотношение между числом атомов меди, железа и серы в молекуле CuFeS2. Это соотношение таково: 1 :1 :2. С учетом данного соотношения следует прежде всего записать правую часть уравнения в виде
-»2CuO + Fe2O3 + 4SO2
Это сразу же требует записать 2CuFeS2 в левой части уравнения:
2CuFeS2 + О2 -> 2CuO + Fe2O3 4- 4SO2
Теперь обратимся к рассмотрению числа атомов кислорода в правой части уравнения. Там содержится 13 атомов кислорода, т.е. нечетное их число. Но, поскольку в левой части уравнения всегда должно быть четное число атомов кислорода, приходится удвоить правую часть уравнения, придав ему вид
2CuFeS2 + О2 —» 4CuO + 2Fe2O3 4- 8SO2
Однако это уравнение еще не приведено к окончательно сбалансированному виду. Какие коэффициенты следует поставить перед CuFeS2 и О2 в левой части уравнения?
Перед	Перед
CuFeS2	О2
•	2	13	—*	37
•	4	26	—►	2
•	4	13	—*	25
•	2	26	—*	34
•	Не знаю		—>	23
13.	При обжиге сульфида меди образуются оксид меди и диоксид серы. Неполное уравнение этой реакции имеет вид
CuS + О2 -> CuO 4" SO2
27
414
Программа 27
Постарайтесь подобрать правильные коэффициенты в этом уравнении, хотя, возможно, вам это будет нелегко.
Каковы эти пропущенные коэффициенты?
	Перед CuS	Перед О2	Перед СиО	Перед SO2
	2	2	2	2	-	6
•	3	2	2	2	->29
•	2	3	2	2	»	4
•	3	3	2	3	- 20
•	Требуется дополнительная помощь	-» 27			
14.	Обратитесь к рубрике 3.
15.	Начнем со следующего несбалансированного уравнения:
CuS + О2 -> 2CuO + 2SO2
Правая часть этого уравнения содержит по два атома меди и серы. Точно такое же число атомов каждого из этих элементов должно, разумеется, входить и в левую часть уравнения. С учетом этого запишем сначала
2CuS + О2 2CuO + 2SO2
Теперь в левой части уравнения недостает только кислорода. В правой части уравнения содержится шесть атомов кислорода, или ЗО2, и точно такое же число атомов кислорода должно содержаться в левой части. Поэтому окончательный вид уравнения должен быть таким:
2CuS + ЗО2 -> 2CuO + 2SO2
Перепишите это уравнение, а затем переходите к рубрике 4.
16.	Вы стали работать невнимательно. Прочтите еще раз рубрику 26.
17.	Проверьте ответы:
Хлорид меди(1): СпС1
Оксид меди(П): СпО
Сульфид меди(П): CuS
Карбонат меди(П): СиСО3
Запишите названия следующих соединений меди:
Си2О
СиС12
CuCl
Cu(NO3)2
Проверьте ответ в рубрике 43.
18.	Нет, вам следует запомнить, что при электролизе ионы всегда разряжаются на противоположном по знаку электроде.
Анод представляет собой положительный электрод.
Медь, свинец, киях -я
415
Катод представляет собой отрицательный электрод.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 55.
19.	Сульфидные руды представляют собой не что иное, как сульфиды соответствующих металлов. Обжиг таких руд заключается в их прокаливании на воздухе. Каким же образом может при этом образовываться диоксид углерода?
Прочтите еще раз рубрику 72.
20.	Вы неправильно составили полное уравнение реакции. За разъяснениями обратитесь к рубрике 27.
21.	Неправильно. За разъяснением обратитесь в рубрику 12.
22.	Проверьте ответ. Сульфидные руды приходится предварительно обжигать, чтобы затем можно было получать из них металлы. Под обжигом понимают нагревание сульфидной руды в присутствии кислорода воздуха. При этом сульфиды металлов образуют соответствующие оксиды металлов и диоксид серы.
Запишите название продуктов, которые образуются при обжиге сульфида меди.
Проверьте ответ в рубрике 13.
23.	Мы исходим из следующего несбалансированного уравнения:
2CuFeS2 + О2 -> 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2
Чтобы определить правильный коэффициент, который следует поставить перед CuFeS2, необходимо выяснить, сколько атомов меди входит в правую часть уравнения. Следует также проверить число атомов железа, входящих в каждую часть уравнения.
Чтобы определить правильный коэффициент перед О2 в левой части уравнения, нужно подсчитать число атомов кислорода в правой части уравнения. Разумеется, для окончательного определения этого коэффициента следует разделить полученное число атомов кислорода на два, поскольку в левую часть уравнения кислород входит в форме О2.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 12.
24.	Медь представляет собой красноватый блестящий тяжелый металл; она очень хорошо проводит тепло и электрический ток; с сухим воздухом медь не реагирует, но покрывается патиной во влажном воздухе. Патина состоит главным образом из гидроксида меди и карбоната меди.
Медь устойчива к разбавленным кислотам, но реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами.
В своих соединениях медь бывает одновалентной или двухвалентной. Например, существуют два оксида меди, а именно оксид меди(1) и оксид меди(П). Запишите формулы этих двух оксидов меди, а затем вычислите их молекулярные массы. Необходимые для вычислений атомные массы: Си = 64, О= 16.
416
Программа 27
Каковы молекулярные массы?
а)	оксида меди(1) и
б)	оксида меди(П)?
•	а)	96, б) 80	->	3
•	а)	80, б) 144	->8
•	а)	144, б) 80	-	И
•	Получены другие значения ->	14
25.	Совершенно верно. Окончательный вид обсуждаемого уравнения таков: 4CuFeS2 + 13О2 -> 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2
О получении меди вам следует запомнить, что медь встречается в виде свободного металла, а также в виде оксидных и сульфидных руд. Оксидные руды могут быть подвергнуты непосредственному восстановлению (в промышленности для этой цели используют кокс), а сульфидные руды приходится сначала превращать в оксидные руды, обжигая их на воздухе.
Медь можно также получать электролизом растворов медных солей. Наиболее часто используемой для этой цели солью является сульфат меди.
Запишите, на какие ионы диссоциирует сульфат меди в воде.
Проверьте ответ в рубрике 55.
26.	Сульфат меди с пятью молекулами кристаллизационной воды имеет формулу CuSO4-5H2O. Эта соль уже упоминалась ранее. Помните ли вы, что происходит при ее нагревании?
•	Соль теряет воду	-»	30
•	Соль теряет воду и становится черной	-»•	36
•	Соль теряет воду, и ее синие кристаллы
превращаются в белый	порошок	->•	51
•	Ничего не происходит	-»	16
•	Синие кристаллы соли	превращаются	в
белый порошок	->	44
27
27.	В уравнении
CuS + О2 —> CuO + SO2
правая часть содержит 3 атома кислорода, а левая часть-только 2.
Таким образом, в правой части уравнения содержится нечетное число атомов кислорода, тогда как в левой части всегда должно быть четное число атомов кислорода. Умножение левой части уравнения на какой-нибудь множитель не может изменить этого обстоятельства, например 2О2 дают четыре атома кислорода, ЗО2 дают шесть атомов кислорода и т.д. Поэтому следует подобрать коэффициенты таким образом, чтобы в правой части уравнения получалось четное число атомов кислорода. С этой целью умножим правую часть уравнения на 2. Это даст уравнение
CuS + О2 -> 2CuO + 2SO2
Теперь вам легче будет ответить на следующий вопрос:
Какие коэффициенты нужно поставить перед CuS, О2, СиО и SO2, чтобы сбалансировать уравнение?
417
Медь, свинец, цинк и олово		Перед СиО	Перед SO2
Перед CuS	Перед О2		
•	2	3	2	2 '	-►	4
•	2	2	2	2	—>	35
• Не знаю			-►	15
28.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 12.
29.	Вы неправильно составили полное уравнение реакции. За разъяснениями обратитесь к рубрике 27.
30.	Ваш ответ неполон. Кроме того, что соль теряет воду, она также изменяет свою окраску.
Прочтите рубрику 26 еще раз.
31.	Бронза представляет собой сплав двух металлов: меди и олова.
В своих соединениях медь бывает одновалентной и двухвалентной.
Запишите название и химическую формулу для каждого из перечисленных ниже соединений:
Хлорид меди(1), оксид меди(П), сульфид меди(П), карбонат меди(П).
Проверьте ответ в рубрике 17.
32.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 12.
33.	Совершенно верно. Ионы меди разряжаются на катоде, и металлическая медь осаждается на катоде.
Электролиз растворов солей меди на практике является важным методом очистки меди. Этот метод состоит в использовании неочищенной меди в качестве анода (положительного электрода) и чистой медной пластины в качестве катода (отрицательного электрода). Эти два электрода погружают в раствор сульфата меди.
Через раствор пропускают постоянный электрический ток, и в результате медь осаждается на катоде. Катод постепенно увеличивается в размерах, тогда как неочищенная медь, из которой состоит анод, постепенно переходит в раствор. Ионы Си2 + перемещаются от анода к катоду. Весь процесс в целом иллюстрируется следующим схематическим рисунком:
27-1073
27
418
Программа Т1
Срисуйте эту схему.
Медь можно получить не только электролизом растворов ее солей; для этого существует еще один важный метод.
Если опустить в раствор сульфата меди железные опилки, железо растворяется и выделяется металлическая медь. Реакция протекает по уравнению
Fe + CuSO4 ->...+ Си
Завершите это уравнение, а затем проверьте ответ в рубрике 53.
34.	Ни один из этих коэффициентов не правилен. За разъяснениями обратитесь в рубрику 23.
35.	Неправильно. За разъяснениями обратитесь в рубрику 15.
36.	Ваш ответ не вполне правилен. Хотя кристаллы сульфата меди при нагревании действительно теряют кристаллизационную воду, не следует забывать, что при этом также происходит превращение синих кристаллов в белый порошок.
Переходите к чтению рубрики 51.
37.	Ваш ответ правилен только в отношении О2. По-видимому, вы не учли, что коэффициент перед CuFeS2 тоже должен измениться.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 12.
38.	Нет, конечным продуктом башенного процесса является серная кислота. Переходите к чтению рубрики 42.
39.	Проверьте составленные вами уравнения и внесите в них, если есть необходимость, исправления.
4Cu + О2 -> 2Си2О
2Cu + О2 -» 2CuO

Медь встречается в природе в виде свободного металла, а также в виде оксида меди, сульфида меди и медного колчедана. Оксид меди можно непосредственно превратить в металлическую медь восстановлением.
Запишите уравнение восстановления оксида меди(П), или CuO
1)	водородом и
2)	углеродом.
Проверьте ответ в рубрике 7.
40.	Прочтите и запишите на память следующее:
Для обнаружения свинца и его соединений используется сероводород. При взаимодействии свинца с сероводородом образуется черный осадок сульфида свинца.
Медь, свинец, цинк и олово
419
Приведем два примера таких реакций: РЬС12 + H2S PbS + 2НС1 Pb(NO3)2 + H2S - PbS + 2HNO3 Переходите к чтению рубрики 84.
41.	Прочтите и запишите на память следующее:
Для проведения аналитической пробы на соединения меди используют избыток водного раствора аммиака, добавление которого приводит к появлению темно-синей окраски.
Переходите к чтению рубрики 9.
42.	Совершенно верно. Башенный процесс используется для получения серной кислоты.
В своих соединениях свинец бывает двухвалентным либо четырехвалентным.
Запишите химические формулы двух оксидов свинца и вычислите молекулярную массу каждого из них. Необходимые для вычислений атомные массы: РЬ = 207, 0 = 16.
Оксид свинца(11) Оксид свинца(1У)
•	430	844	- 77
•	223	430	—>	50
•	223	239	—►	58
•	239	223	—♦	62
•	Необходима дополнительная помощь		—>	66
43.	СиО: оксид меди(1)
СнС12: хлорид меди(П)
СиО: хлорид меди(1)
Cu(NO3)2: нитрат меди(И)
Соединения одновалентной меди легко окисляются воздухом до соединений двухвалентной меди. Соединения двухвалентной меди более важные и более распространенные, чем соединения одновалентной меди. Соли двухвалентной меди имеют синюю или зеленую окраску. Все соли меди в той или иной мере ядовиты.
Важнейшей солью меди является сульфат меди. Он кристаллизуется с пятью молекулами кристаллизационной воды. Запишите формулу этого соединения, а затем проверьте ее г рубрике 26.
44.	Ваш ответ неполон. При нагревании кристаллического сульфата меди синие кристаллы превращаются в белый порошок вследствие того, что они теряют кристаллизационную воду.
Переходите к чтению рубрики 51.
45.	Неправильно. Цинк используется для получения водорода.
В каких условиях этот процесс используется для получения водорода?
27
27*
420
Программа 27
В лабораторных условиях
В промышленных условиях
63
68
46.	Совершенно верно. Завершите теперь следующие предложения: Цинк используется для нанесения защитных покрытий на .......Латунь
представляет собой сплав ... и ....
Цинк используется для получения ... в лабораторных условиях.
По химическому составу цинковые белила-это .......
По химическому составу литопон-это смесь ...... и	.....
Если вы сможете ответить на все эти вопросы, переходите после этого к рубрике 67. Если вам не удастся это, в ваших собственных интересах еще раз начать с рубрики 54.
47.	При горении серы образуется диоксид серы. Однако дальнейшее окисление диоксида серы в триоксид серы осуществляется нелегко и может быть достигнуто только в присутствии катализаторов. (Напомним о получении серной кислоты из триоксида серы при помощи башенного и контактного процессов.) При обжиге сульфидных руд окисление серы осуществляется только до
Завершите это предложение и переходите к чтению рубрики 79.
48.	Нет, конечным продуктом башенного процесса является серная кислота. Переходите к чтению рубрики 42.
49.	Растворы меди, содержащие аммиак, используются в промышленности для получения искусственного волокна (медно-аммиачного шелка).
На этом мы заканчиваем обсуждение меди и переходим к другому элементу -свинцу.
Свинец-это тяжелый металл, свежий разрез которого имеет серебристый блеск, но постепенно темнеет и приобретает голубовато-серую окраску. Он настолько мягок и так легко истирается, что им можно писать на бумаге. Заметим, однако, мимоходом, что современные карандаши вместо прежнего свинцового стержня содержат графитовый.
Свинец и его соединения ядовиты!
На воздухе свинец теряет свой блеск, потому что он покрывается слоем оксида. Благодаря этому свинец устойчив к действию серной кислоты и холодной соляной кислоты, однако он растворяется в азотной кислоте.
Укажите, какую окраску имеют свинец и медь, а затем переходите к чтению рубрики 70.
27
50.	Ваш ответ правилен только наполовину. Химическая формула оксида свинца(П) РЬО. Но написанная вами формула для оксида свинца(1У) неправильна.
Напомним, что римская цифра в скобках, указываемая после символа элемента, означает его валентность в рассматриваемом соединении.
Попытайтесь ответить на вопрос, поставленный в рубрике 42, еще раз.
Медь, свинец, цинк и олово
421
51.	Совершенно верно. При нагревании синих кристаллов сульфата меди они теряют кристаллизационную воду и превращаются в белый порошок безводного сульфата меди. Реакция протекает по уравнению
CuSO4-5H2O ТеП™ CuSO4 + 5Н2О
Если к раствору соли двухвалентной меди добавить избыток водного раствора аммиака, появляется очень яркая синяя окраска. Эта реакция используется для аналитической пробы на соли меди. Такие синие растворы солей меди, содержащие аммиак, имеют большое промышленное значение. Дело в том, нто они способны растворять хлопковую и древесную целлюлозу. Если полученные растворы продавливать через отверстия фильеры в подкисленную воду, то из раствора снова выделяется целлюлоза, но уже в форме тонких нитей. Такой способ используется для получения искусственного волокна, так называемого медно-аммиачного шелка.
Какая аналитическая проба используется для солей меди?
Проверьте ответ в рубрике 80.
52.	Сульфат свинца-это свинцовая соль серной кислоты.
Вам бы следовало это твердо знать на данной стадии обучения.
Обратитесь теперь к рубрике 56.
53.	Fe + CuSO4 -» FeS04 + Си
Положительный заряд, который прежде имелся на ионе меди, переходит к железу. При этом происходит перенос двух электронов от железа к меди. В этом процессе ион меди разряжается и медь осаждается в виде металла, а железо переходит в раствор в виде ионов. Такая последовательность реакций описывается более подробно в программе 6 части II настоящего учебника (эта программа называется «Электрохимический ряд металлов»).
Медь находит широкое применение: в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, в строительной промышленности для изготовления радиаторов и нагревательных спиралей; кроме того, она применяется для изготовления покрытий на более реакционноспособных металлах, предохраняя их от внешнего воздействия.
Во всех этих разнообразных применениях используются специфические свойства меди, а именно ее высокая теплопроводность и электропроводность, устойчивость к сухому воздуху, воде и разбавленным кислотам.
Перечислите важнейшие свойства меди и зависящие от этих свойств области ее применения.
После этого переходите к чтению рубрики 86.
54.	Совершенно верно! Теперь проверьте ваши уравнения: Нагревание карбоната цинка:	ZnCO3 ZnO + СО2
Прокаливание известняка:	СаСО3 -» СаО + СО2
Цинк можно получить из его оксида, восстанавливая последний коксом: ZnO + С —> Zn + СО
Цинк не реагирует с воздухом. Поэтому его используют для нанесения защитных покрытий на листовое железо и для получения различных металлических сплавов. В качестве примера таких сплавов укажем латунь -сплав меди и цинка.
422
I
Программа 27
Кратко перечислите важнейшие применения цинка.
Кроме указанных выше применений цинка ранее мы обсуждали еще одно.
Какое это применение?
•	Для получения кислорода	-»	45
•	Для получения водорода в	лабораторных условиях	->	63
•	Для получения водорода в	промышленных условиях	-»	68
55. CuSO4 -> Си2* * + SO?*
Если через раствор сульфата меди пропускать постоянный ток, происходит выделение металлической меди.
На каком электроде осаждается медь?
•	На аноде	-> 18
•	На катоде	-> 33
56. Напомним следующее: Сероводород	H2S
Сернистая кислота	H2SO3
Серная кислота	H2SO4
Попытайтесь еще раз ответить
образует соли: сульфиды.
образует соли: сульфиты.
образует соли: сульфаты.
вопрос, поставленный в рубрике 75.
57.	Проверьте ответ:
Чтобы получить свинец, сначала необходимо обжечь сульфид свинца. В этом процессе образуются оксид свинца и диоксид серы. Затем оксид свинца восстанавливают коксом до металлического свинца.
Свинец используется для изготовления свинцовых пластин аккумуляторов. Благодаря значительной устойчивости к кислотам его также часто применяют для покрытия внутренних стенок реакционных сосудов в химической промышленности. Напомним уже известный нам башенный процесс, который проводится в свинцовых башнях. Помимо указанных выше применений свинец добавляют в качестве одного из компонентов в разнообразные сплавы.
Какой продукт образуется в башенном процессе?
•	Азотная кислота	->	38
•	Серная кислота	->	42
•	Соляная кислота	->	48
58.	Совершенно верно. Химические формулы двух оксидов свинца таковы:
РЬО	РЬО2
оксид свинца(П)
оксид свинца(1У)
27
РЬО имеет желтую окраску (хотя существует также его красная форма), а РЬО2-коричневато-черную.
При нагревании РЬО в присутствии воздуха получается оксид свинца, имеющий яркую оранжево-красную окраску, которому соответствует формула РЬ3О4.
РЬ3О4 называется сурик. Он используется в качестве пигмента для изготовления красок. Кроме того, благодаря своей способности защищать железо от ржавления он иногда используется для нанесения предварительного слоя при окрашивании железных предметов.
Медь, свинец, цинк и олове
423
Завершите теперь приведенное ниже уравнение, описывающее получение сурика. Заметим, что в это уравнение следует также ввести необходимые коэффициенты.
... + ...Oj	...РЬ3О4
Проверьте ответ в рубрике 75.
59.	Цинк -тяжелый металл. (Металлы, имеющие плотность больше 5 г/см3, считаются тяжелыми металлами.) Его химический символ Zn. В своих соединениях цинк всегда двухвалентен. Цинк не обнаруживается в природе в свободном состоянии. Важнейшие цинксодержащие минералы-сульфид цинка и карбонат цинка.
Запишите названия и формулы этих двух соединений цинка. Затем переходите к чтению рубрики 69.
60.	Нет, обжиг сульфидных руд всегда проводится в присутствии воздуха.
В результате образуются оксид соответствующего металла и диоксид серы, как это происходит, например, в следующей реакции:
2CuS + ЗО2 ->• 2CuO + 2SO2
Значит, не второе, а первое уравнение в рубрике 73 напоминает обжиг сульфидных руд.
Посмотрите еще раз внимательно на уравнения, приведенные в рубрике 73.
61.	Проверьте ответы:
Хлорид олова (II): SnCl2
Хлорид олова (IV): SnCl4
Оксид олова (II): SnO
Сульфат олова (II): SnSO4
Теперь перепишите формулы следующих соединений и укажите для каждого из них соответствующее название:
SnO2
Sn(NO3)2
Проверьте ответ в рубрике 72.
62.	Хотя вы правильно вычислили молекулярные массы двух обсуждаемых оксидов свинца, вы перепутали их названия.
Переходите к чтению рубрики 58.
63.	Совершенно верно. Запишите уравнение реакции получения водорода с использованием цинка, которая применяется в лабораторных условиях.
Затем переходите к чтению рубрики 71.
64. Сульфит свинца-это свинцовая соль сернистой кислоты.
Вам следовало бы это твердо знать на данной стадии обучения.
Обратитесь теперь к рубрике 56.
424
Программа 27
65. Совершенно верно. Медь в своих соединениях проявляет валентности один или два, свинец в своих соединениях проявляет валентности два или четыре, цинк в своих соединениях всегда двухвалентен, и олово в своих соединениях проявляет валентность два или четыре.
Соединения всех четырех тяжелых металлов, которые мы обсудили в данной программе, особенно соединения меди и свинца, ядовиты. Некоторые соединения свинца и цинка используются в качестве пигментов для изготовления красок (сурик, цинковые белила и литопон).
Какой аналитический реактив используется для обнаружения соединений свинца и что наблюдается при проведении этой аналитической пробы?
•	Используется сероводород, а образуется белый
осадок	->	76
•	Используется	аммиак,	а	появляется синяя окраска	-»	40
•	Используется сероводород, а образуется черный
осадок	-t	84
•	Не могу	дать	точного	ответа	->	10
66. Свинец в своих соединениях имеет валентность два либо четыре.
Римская цифра в скобках после названия оксида металла, указываемая сразу же после символа металла, означает валентность этого металла в рассматриваемом соединении.
Например, в оксиде свинца(П) валентность свинца равна двум.
Запишите формулы оксида свинца(П) и оксида свинца(1У), а затем еще раз попытайтесь вычислить молекулярные массы этих оксидов и сравните их с результатами, приведенными в рубрике 42.
67. Проверьте ваши ответы и, если заметите в них какие-либо ошибки, внесите необходимые исправления.
Цинк используется для нанесения защитных покрытий на листовое железо. Латунь представляет собой сплав меди и цинка. Цинк используется для получения водорода в лабораторных условиях. По химическому составу цинковые белила-это оксид цинка ZnO. По химическому составу литопон-это смесь сульфида цинка и сульфата бария.
Перейдем теперь к краткому обсуждению свойств олова.
Олово имеет химический символ Sn. Олово тоже относится к тяжелым металлам. Оно настолько пластично, что легко протягивается в оловянную проволоку либо прокатывается в тончайшие листы, которые называются оловянная фольга. Нити из такой фольги используют для изготовления мишуры, развешиваемой на новогодних елках.
Олово не реагирует с кислородом воздуха, но реагирует с кислотами. Олово получают восстановлением его оксидных руд. Его применяют главным образом для нанесения защитных покрытий на листовое железо, чтобы предохранить поверхность железа от ржавления. Покрытое оловом листовое железо используется, например, для изготовления консервных банок. Такое тонкое листовое железо, покрытое оловом, называется белая жесть. Одним из важнейших сплавов олова является бронза-сплав олова и меди.
В соединениях олово проявляет такие же валентности, как свинец. Укажите, чему равны валентности олова в его соединениях.
Проверьте ответ в рубрике 81.
Медь, свинец, цинк и олово	.25
68.	Промышленное получение водорода не может быть основано на реакции цинка с разбавленными кислотами, поскольку такой процесс неэкономичен.
В промышленных условиях водород получают электролизом растворов хлорида натрия, в которых водород образуется как побочный продукт. Другой метод, который может использоваться для получения водорода, заключается в пропускании пара над раскаленным коксом с последующим разделением полученной смеси оксида углерода и водорода. Водород получают также при высокотемпературном разложении (пиролизе) метана.
Переходите к чтению рубрики 63.
69.	Сульфид цинка: ZnS
Карбонат цинка: ZnCO3
Для получения металлического цинка сначала необходимо превратить каждый из этих минералов в оксид цинка.
1.	Сульфид цинка ZnS превращают в оксид цинка обжигом.
2.	Карбонат цинка ZnCO3 превращают в оксид цинка просто нагреванием. В этом процессе выделяется диоксид углерода.
Запишите уравнения каждого из этих двух процессов, а затем проверьте их в рубрике 73.
70.	Медь имеет красноватую окраску, а свинец-от серебристой до голубовато-серой в зависимости от того, насколько долго находится на воздухе его свежеобразованная поверхность.
В отличие от меди свинец не обнаруживается в природе в металлическом состоянии.
Важнейшая свинцовая руда-сульфид свинца.
Получение свинца из сульфида свинца основано на процессе, аналогичном тому, который используется для получения других металлов из их сульфидных РУД-
Завершите следующие предложения:
Чтобы получить свинец, сначала необходимо ... сульфид свинца. В этом процессе образуются .... и ...... Затем оксид свинца восстанавливают
коксом до ......
Проверьте ответ в рубрике 57.
71. Проверьте составленное вами уравнение:
Zn + 2НС1 -> ZnCl2 + Н2
Некоторые соединения цинка используются в качестве пигментов для изготовления красок; в качестве примера приведем цинковые белила (= оксид цинка ZnO) и литопон.
Литопон образуется в результате реакции сульфата цинка с сульфидом бария:
ZnSO4 + BaS -> ZnS + BaSO4
Оба продукта этой реакции представляют собой белые порошкообразные вещества, нерастворимые в воде.
Что представляет собой литопон?
• Смесь сульфида цинка и сульфата бария ->	46
426
Программа 27
•	Смесь сульфата цинка и сульфата бария -» 78
•	рксид цинка	-» 82
72.	Оксид оловаНУ): SnO2
Нитрат oaoea(ll) : Sn(NO3)2
Кратко повторим содержание этой программы.
Медь, свинец, цинк и олово-тяжелые металлы.
Все эти металлы получают восстановлением из их оксидных руд при помощи кокса. Если эти металлы встречаются в природе в форме сульфидных руд, их приходится сначала превращать в оксидные руды прокаливанием на воздухе (обжигом) и лишь после этого восстановлением получать металл.
Какой побочный продукт образуется при обжиге сульфидных руд?
•	Диоксид углерода	-»	19
•	Диоксид серы	->	79
•	Триоксид серы	-»	4П
73.	Проверьте составленные вами уравнения:
1.	Обжиг сульфида цинка
2ZnS + ЗО2 -► 2ZnO + 2SO2
2.	Нагревание карбоната цинка
ZnCO3 -> ZnO + СО2
Если ваши уравнения составлены неправильно, внесите в них необходимые исправления.
Какую из обсуждавшихся ранее реакций напоминает вам второе из этих уравнений?
•	Обжиг известняка	->	54	,
•	Обжиг сульфидных руд ->	60
74.	Ваш ответ неполон. Кроме указанных вами валентностей медь, свинец и олово могут иметь еще и другие валентности.
Переходите к чтению рубрики 65.
75. Проверьте составленное вами уравнение:
6РЬО + О2 2РЬ3О4
Для проведения аналитической пробы на соли свинца в водных растворах через последние продувают газообразный сероводород либо добавляют водный раствор последнего. Наличие солей свинца обнаруживается по образованию черного осадка.
Приведем типичный пример такой аналитической реакции:
Pb(NO3)2 + H2S PbS + 2HNO3
Как называется соединение свинца, образующееся в виде осадка в этой реакции?
•	Сульфид свинца	-> 85
•	Сульфит свинца	-» 64
Медь, свинец, цинк и олово
Сульфат свинца
52
Не знаю
76.	Прочтите и запишите на память следующее:
Для обнаружения свинца и его соединений используется сероводород. При взаимодействии свинца с сероводородом образуется черный осадок сульфида свинца.
Приведем два примера таких реакций:
РЬС12 + H2S -> PbS + 2НС1
Pb(NO3)2 + H2S -> PbS + 2HNO3
Переходите к чтению рубрики 84.
77.	Неправильно. Очевидно, вы неправильно понимаете смысл римских цифр, указанных после символа свинца: они всегда означают валентность элемента в соединении.
Попытайтесь еще раз ответить на вопрос из рубрики 42.
78.	Вы работаете йедостаточно внимательно. Прочтите еще раз рубрику 71.
79. Совершенно верно. При обжиге сульфидных руд образуется диоксид серы. Медь, свинец, цинк и олово не реагируют с кислородом воздуха. Более
того, свинец не реагирует даже с кислотами (поэтому его используют
в химическом машиностроении). Медь является отличным проводником тепла и электрического тока (поэтому ее широко используют в электротехнической промышленности). Цинк и олово применяют для создания защитных покрытий на поверхности железа.
валентности РЬ
Какие Си
имеют эти четыре металла в своих соединениях? Zn
Sn
I
II
II
I, II
II
II
IV
II, IV
II
II
II
II
II
II
IV
II, IV
74
83
87
65
80. Растворы солей меди приобретают ярко-синюю окраску при добавлении к ним избытка водного раствора аммиака.
Для какой цели используются в промышленности растворы меди, содержащие аммиак?
Если ответ на этот вопрос труден для вас, прочтите еще раз рубрику 51.
В противном случае после ответа на вопрос переходите к чтению рубрики 49.
81. Олово в своих соединениях имеет валентности два и четыре. Запишите теперь химические формулы перечисленных ниже соединений олОва:
Хлорид олова(П), хлорид onoea(IV), оксид олова(П), сульфат олова(П).
Проверьте ответы в рубрике 61.
£
428
Программа 27
82.	Вы работаете недостаточно внимательно. Прочтите еще раз рубрику 71.
83.	Ваш ответ неполон. Кроме указанных вами валентностей медь, свинец и олово могут иметь еще и другие валентности.
Переходите к чтению рубрики 65.
84.	При аналитической пробе на соединения свинца действием сероводорода образуется черный осадок сульфида свинца; в качестве примера такой реакции приведем уравнение
Pb(NO3)2 + H2S -> PbS + 2HNO3
Ранее мы описывали, как проводится аналитическая проба на соединения меди. Используемый для этого реагент представляет собой избыток водного раствора аммиака.
Что наблюдается при проведении этой пробы?
•	Образование синего осадка	->	41
•	Не уверен в ответе	-♦	5
•	Появление темно-синей окраски	-»	9
85.	Совершенно верно. PbS-это Сульфид свинца.
Точно так же, как соли свинца могут быть обнаружены при помощи сероводорода, обратная аналитическая проба может быть использована для обнаружения сероводорода или сульфидов. Мы уже подробно останавливались на этом ранее.
На этом заканчивается наше знакомство со свинцом. Теперь перейдем к обсуждению двух последних металлов, указанных в названии данной программы, - цинка и олова.
Цинк имеет плотность 7,1 г/см3. К легким или тяжелым металлам относится цинк?
Проверьте ответ в рубрике 59.
86.	Проверьте ответ:
Медь обладает следующими свойствами:
а)	Хорошая электропроводность, которая позволяет использовать ее для изготовления кабелей в электротехнической промышленности.
б)	Хорошая теплопроводность, которая позволяет использовать медь для изготовления радиаторов и нагревательных спиралей.
в)	Большая устойчивость к воздействию разбавленных кислот, которая позволяет использовать медь для изготовления защитных покрытий на более реакционноспособных металлах.
Медь известна с древнейших времен. Еще тогда ее использовали вместе с оловом для получения бронзы. Такие смеси двух различных металлов называются сплавы. Сплавы меди получают и в настоящее время; в качестве примеров укажем бронзу и латунь.
Из каких металлов получают бронзовый сплав?
Дайте ответ и проверьте его в рубрике 31.
87. Ваш ответ неполон. Кроме указанных вами валентностей медь, свинец и олово могут иметь еще и другие валентности.
Переходите к чтению рубрики 65.
Алкшиний
1.	В данной программе мы обсудим свойства одного из легких металлов - алюминия.
Алюминий, имеющий химический символ А1, представляет собой серебристый легкий металл с матовой поверхностью.
Какие из перечисленных ниже металлов относятся к легким металлам, а какие к тяжелым металлам?
Железо, медь, цинк, свинец, натрий, алюминий, серебро, калий, золото, ртуть.
Запишите их следующим образом:
Легкие металлы: ....
Тяжелые металлы: ....
Проверьте ответ в рубрике 7.
2.	В составленную вами химическую формулу входят один атом алюминия и один атом кислорода. Но алюминий трехвалентен, а кислород только двухвалентен. Значит, формула неправильна!
Вернитесь к рубрике 15 и попытайтесь записать правильную формулу оксида алюминия, а затем вычислить еще раз его молекулярную массу. Если это вам не удастся и во второй раз, обратитесь к рубрике 31, где содержатся дополнительные разъяснения.
3.	Вы ошиблись при составлении формулы или при проведении вычислений. Хотите ли вы сделать еще одну попытку ответить на поставленный вопрос?
•	Да	-<• 67
•	Нет, я предпочитаю обратиться за разъяснениями	-> 56
4.	Проверьте составленное вами уравнение:
2А1 + 6НС1 -> 2А1С13 + ЗН2
Правильно ли вы составили свое уравнение? Если нет-внесите необходимые исправления.
Запишите теперь уравнения реакций алюминия с азотной и с серной кислотами.
Проверьте ответы в рубрике 13.
5. Будем составлять уравнение горения алюминия поэтапно.
Начнем с записи участвующих в реакции веществ.
Алюминий реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия:
А1 + О2 —* А12О3
Обратим внимание на то, что в правой части этого уравнения содержится нечетное число атомов кислорода. Но, поскольку в левую часть уравнения
430
Пргирамма 28
кислород входит в форме О2, в этой части уравнения число атомов кислорода всегда должно быть четным.
Чтобы получить четное число атомов кислорода в правой части уравнения, нужно удвоить ее, т.е. записать 2А12О3:
А1 + О2 ~* 2А12О3
Теперь вам должно быть нетрудно определить правильные коэффициенты в левой части уравнения.
Завершите составление уравнения, а затем проверьте результат в рубрике 14.
6.	В составленную вами химическую формулу входят один атом алюминия и два атома кислорода. Но алюминий трехвалентен, тогда как кислород двухвалентен. Значит, формула неправильна!
Вернитесь к рубрике 15 и попытайтесь записать правильную формулу оксида алюминия, а затем вычислить еще раз его молекулярную массу. Если вам это не удастся и во второй раз, обратитесь к рубрике 31, где содержатся дополнительные разъяснения.
7.	Проверьте ответ:
Легкие металлы: натрий, алюминий и калий.
Тяжелые металлы: железо, медь, цинк, свинец, серебро, золото и ртуть.
Натрий и калий легко реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе, образуя оксиды. Эти металлы также очень бурно реагируют с водой, давая гидроксиды. По этой причине металлы Na и К приходится хранить под слоем керосина.
Алюминий тоже реагирует с кислородом воздуха и водой. Однако, , несмотря на это, из алюминия изготовляют кастрюли и другую кухонную посуду. Дело в том, что на воздухе алюминий быстро покрывается слоем оксида алюминия. Этот слой защищает металл от дальнейшего воздействия кислорода воздуха или воды.
Оксид алюминия образует защитный слой, который прочно пристает к поверхности металла.
Завершите теперь следующее предложение:
На воздухе алюминий быстро покрывается ....., состоящим из ......
Переходите к чтению рубрики 15.
8. алюмотермический процесс
Алюмотермические процессы используются также для получения металлов из их оксидов в тех случаях, когда восстановление этих оксидов трудно осуществить другим способом.
Например, марганец можно Получать при помощи алюмотермического ‘1 процесса из оксида марганца(1У), иначе, диоксида марганца МпО2.
• Запишите уравнение реакции МпО2 с алюминием. В этой реакции образуются марганец и оксид алюминия.
Какие коэффициенты проставили вы в этом уравнении?
Алюминии
	Перед МпО2	Перед А1	Перед Мп	Перед А1£)3
•	2	3	2	4
•	3	2	2	2
•	3	4	3	2
•	Нуждаюсь	В помощи		
-»	17
->	29
-> 25
-► 39
9.	Коэффициенты в составленном вами уравнении подобраны неправильно.
Вам следует поступить таким образом:
Запишите в левой части уравнения исходные вещества: А1(ОН)3 и H2SO4, а в правой части продукты реакции: A12(SO4)3 и Н2О.
Затем проведите такое сопоставление:
Сколько атомов А1 содержится в правой части уравнения? Сколько их в левой части? Сколько групп SO4 в правой части уравнения? Сколько их в левой части? Продолжайте далее таким образом.
Постарайтесь теперь правильно составить уравнение, о котором шла речь в рубрике 44.
10.	Подобные ошибки непростительны на данной стадии обучения!
В уравнении
ЗМпО2 + А1 -» Мп + 2А12О3
левая часть содержит 3 атома Мп, поэтому и правая часть тоже должна содержать 3 атома Мп. В правой части уравнения содержится 4А1, и, следовательно, в левой части тоже должно быть 4А1.
Запишите теперь сбалансированное уравнение и проверьте затем ответ в рубрике 25.
11.	Задача окажется несложной, если вы знаете формулу уксусной кислоты.
Эта формула выглядит так:
СН3СООН
Теперь попытайтесь записать структурную формулу уксусной кислоты. Помните, что углерод четырехвалентен, кислород двухвалентен, а водород одновалентен.
Переходите к чтению рубрики 77.
12. Na2HPO4 и A12(SO4)3 не являются двойными солями.
Хотя фосфорная и серная кислоты-многоосновные кислоты, но определение двойной соли включает еще одно условие, а именно:
Двойная соль-это соединение, в котором отрицательные заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов нескольких различных металлов.
Являются ли два указанных ниже соединения двойными солями?
(NH4)MgPO4 и Са(НСО3)2
• Да, оба соединения-двойные соли	->	73
• Нет, ни одно из соединений не является двойной
солью (	-> 37
432
Программа 28
•	Только (NH4)MgPO4 является двойной солью	58
•	Только Са(НСО3)2 является двойной солью	-» 61
13.	2А1 + 6HNO3 -> 2A1(NO3)3 + ЗН2
2А1 + 3H2SO4 -> A12(SO4)3 + ЗН2
Алюминий реагирует также со щелочами, потому что щелочи способны растворять защитный слой оксида алюминия. В дальнейшем мы обсудим протекающие при этом реакции.
А сейчас завершите следующее предложение:
Алюминий подвержен воздействию ... и сильных ....
Переходите к чтению рубрики 24.
14.	Полное уравнение реакции горения алюминия должно иметь вид
4А1 + ЗО2 2А12О3
Способность алюминия соединяться с кислородом настолько велика, что алюминий может удалять кислород из кислородсодержащих соединений. При таких реакциях выделяется большое количество тепла.
В качестве примера приведем реакцию оксида железа(III) с алюминием:
Fe2O3 + 2А1 -> 2Fe + А12О3
В виду выделения большого количества тепла реакции такого типа называются алюмотермические процессы.
Постарайтесь запомнить название этих процессов.
Какую роль играет алюминий в алюмотермических процессах?
•	Действует как	окислитель	-»	23
•	Действует как	восстановитель	-»	32
•	Обеспечивает необходимое тепло	-♦	42
•	Действует как	катализатор	->	50
15. На воздухе алюминий быстро покрывается плотно прилегающим защитным слоем, состоящим из оксида алюминия.
Запишите теперь химическую формулу оксида алюминия и вычислите его молекулярную массу. Алюминий трехвалентен; необходимые для вычислений атомные массы: А1 = 27 и О= 16.
Какое значение вы получили? •	43	-> •	59	-> •	75	->• •	102	-> •	Нуждаюсь в помощи	->	2 6 22 26 31
16. Правильно составленное уравнение имеет вид
2А1(ОН)3 + 3H2SO4 -> A12(SO4)3 + 6Н2О
Обратите внимание на то, что коэффициент перед A12(SO4)3 равен не нулю, а единице. В этом отношении ваш ответ неправилен. Однако коэффициент
Алюминий
433
1 никогда не ставится перед химической формулой. Записанное выше уравнение содержит в правой части молекулу A12(SO4)3 один раз, и это означает, что в реакции участвует одна молекула сульфата алюминия.
Переходите к чтению рубрики 59.
17.	Вероятно, вы исходите из неправильных валентностей А1 (он трехвалентен) и Мп (в данном случае четырехвалентен) либо ошиблись в вычислениях.
Если вы хотите сделать еще одну попытку ответа на вопрос, вернитесь к рубрике 8.
Если вы предпочитаете получить дополнительные указания по поводу составления требуемого уравнения, переходите к чтению рубрики 39.
18.	Из четырех перечисленных соединений не только NaFe(SO4)2 является двойной солью!
Прочтите еще раз рубрику 69, обратив особое внимание на приведенное там определение двойных солей, после чего попытайтесь еще раз ответить на поставленный вопрос.
19.	Вы ошиблись при составлении формулы или при проведении вычислений. Хотите ли вы сделать еще одну попытку ответить на поставленный вопрос?
•	Да	-> 67
•	Нет, я предпочитаю обратиться за разъяснениями	-» 56
20.	По-видимому, вы еще не освоили материал, касающийся способа очистки боксита.
Начните еще раз с рубрики 27.
Обратите при этом особое внимание на последовательность различных стадий.
21.	Fe2O3 + 2А1 -► 2Fe + А12О3
В этой реакции выделяется настолько большое количество тепла, что образующееся железо плавится.
Смесь алюминия и оксида железа называется термит.
Термит используется для сварки железных изделий. Если, например, необходимо соединить вместе два железнодорожных рельса, то в месте сварки между рельсами помещают термитную набивку. Затем ее поджигают, и после того, как закончится горение термитной смеси, рельсы оказываются сваренными железом, которое образуется в ходе реакции.
Процесс, включающий сварку двух железных изделий при помощи термитной реакции, называется ... процесс.
Завершите это предложение, а затем проверьте ответ в рубрике 8.
22. В составленную вами химическую формулу входят один атом алюминия и три атома кислорода. Но алюминий трехвалентен, тогда как кислород только двухвалентен. Значит, формула неправильна!
Вернитесь к рубрике 15 и попытайтесь записать правильную формулу
28
28-1073
434
Программа 28
оксида алюминия, а затем еще раз вычислить его молекулярную массу. Если это вам не удастся и во второй раз, обратитесь к рубрике 31, где содержатся дополнительные разъяснения.
23.	Окислителями называются вещества, способные отдавать кислород.
Восстановителями называются вещества, способные извлекать кислород из других соединений.
Запишите эти два определения, а затем постарайтесь установить роль алюминия в алюмотермической реакции.
Прочтите еще раз рубрику 14.
24.	Алюминий подвержен воздействию щелочей и сильных кислот.
Защитный слой оксида алюминия препятствует действию кислорода воздуха на алюминий при нормальных температурах.
Но при нагревании мелко размолотый алюминий легко реагирует с кислородом. В этом процессе алюминий сгорает, давая очень интенсивное пламя. В результате горения образуется оксид алюминия. Составьте уравнение, описывающее эту реакцию.
Какие коэффициенты следует поставить перед А1, О2 и А12О3?
	Перед А1	Перед О2	Перед А12О3		
•	4	3	1	—>	5
•	4	3	2	—>	14
•	2	3	2	—>	33
•	Получены другие результаты			—>	40
25.	Проверьте ответ. Правильно составленное уравнение имеет вид
3MnO2 + 4А1 -> ЗМп + 2А12О3
Если вам удалось с первого раза получить правильные коэффициенты, то это значит, что вы успешно продвигаетесь вперед!
Теперь завершите следующие предложения:
Алюминий способен удалять ... из кислородсодержащих соединений.
В этом процессе выделяется большое количество .... Смесь оксида железа(III) и алюминия называется ....
Проверьте ответ в рубрике 45.
26. Совершенно- верно. Оксид алюминия имеет формулу А12О3.
Защитный слой оксида алюминия, конечно же, способен предохранять лежащий под ним металл только от тех веществ, которые не реагируют с этим слоем. Действительно, оксидный слой способен защищать металлический алюминий от воздействия кислорода, воды и слабых кислот. Но он не может защитить металлический алюминий от действия щелочей и сильных кислот (даже если последние разбавлены).
Вследствие этого алюминий подвергается действию разбавленных сильных кислот, например разбавленной серной кислоты H2SO4 и разбавленной соляной кислоты НС1.
28
Алюминии
435
При контакте с алюминием соляная кислота сначала реагирует с тонким оксидным слоем на его поверхности, а затем уже с самим металлом. Реакция алюминия с соляной кислотой приводит к образованию хлорида алюминия и водорода.
Запишите уравнение реакции алюминия с соляной кислотой, указав название каждого соединения под его формулой. Проверьте составленное вами уравнение в рубрике 4.
27. При получении алюминия на аноде протекают следующие процессы:
2С + О2 -► 2СО
2СО + О2 - 2СО2
Оксид алюминия, используемый для получения алюминия электролизом, обязательно должен быть в очень чистом виде. Однако получение очень чистого оксида алюминия на практике является довольно трудным делом.
Познакомимся с различными стадиями этого процесса.
Алюминий не встречается в природе в свободном состоянии, но обнаруживается в виде различных соединений. Наиболее важной рудой алюминия является боксит
Al-tO-HI -* Al + Н2О
W °‘н
боксит
Боксит чаще всего используют в качестве сырья для получения алюминия. Однако боксит нельзя применять в его природной форме, поскольку он содержит различные примеси, которые подлежат предварительному удалению из руды.	)
С этой целью бокситную руду прежде всего прокаливают. Результатом прокаливания является отщепление одной молекулы воды от каждых двух молекул боксита:
Запишите это уравнение в обычной форме, пользуясь молекулярными формулами вместо структурных формул.
Проверьте ответ в рубрике 47.
28. При электролизе металлы всегда осаждаются на катоде. Напомним, например, получение натрия из расплавленного NaOH.
Завершите теперь следующее предложение:
При электролизе алюминий (как и все другие металлы) осаждается на катоде, ... электроде.
Переходите к чтению рубрики 38.
28
28*
436
Программа 28
29.	Вероятно, вы исходите из неправильных валентностей А1 (он трехвалентен) и Мп (в данном случае четырехвалентен) либо ошиблись в вычислениях.
Если вы хотите сделать еще одну попытку ответить на вопрос, вернитесь к рубрике 8.
Если вы предпочитаете получить дополнительные указания по поводу составления требуемого уравнения, переходите к чтению рубрики 39.
30.	Коэффициенты в составленном вами уравнении подобраны неправильно.
Вам следует поступить таким образом:
Запишите в левой части уравнения исходные вещества: А1(ОН)3 и H2SO4, а в правой части продукты реакции: A12(SO4)3 и Н,О.
Затем проведите такое сопоставление:
Сколько атомов А1 содержится в правой части уравнения? Сколько их в левой части? Продолжайте далее таким образом.
Постарайтесь теперь правильно составить уравнение, о котором шла речь в рубрике 44.
31.	Алюминий трехвалентен, а кислород двухвалентен. Чтобы определить атомное отношение, в котором эти два вещества соединяются друг с другом, образуя оксид алюминия, будем рассуждать так:
Один атом алюминия не может соединяться с одним атомом кислорода, потому что в этом случае у алюминия останется одна неиспользованная валентность.
Два атома алюминия могут образовать всего 2-3 = 6 валентных связей. Эти 6 связей могут удерживать 3 атома кислорода, поскольку 3 атома кислорода тоже способны образовать 3-2 = 6 валентных связей. Следовательно, оксид алюминия должен иметь формулу ....
Переходите к чтению рубрики 26.
32.	Совершенно верно. В алюмотермическом процессе алюминий играет роль восстановителя. Приведем еще раз пример типичной алюмотермической реакции-реакцию алюминия с оксидом железа:
Fe2O3 + Al -» Fe + А12О3
В этом уравнении, однако, не проставлены коэффициенты. Запишите полное уравнение данной реакции, после чего проверьте его в рубрике 21.
33. Будем составлять уравнение горения алюминия поэтапно. Начнем с записи участвующих в реакции веществ.
Алюминий реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия:
А1 + О2 —* А12О3
28
Обратим внимание на то, что в правой части этого уравнения содержится нечетное число атомов кислорода. Но, поскольку в левую часть уравнения кислород входит в форме О2, в этой части уравнения число атомов кислорода всегда должно быть четным.
Чтобы получить четное число атомов кислорода в правой части уравнения, нужно удвоить ее, т.е. записать 2А12О3:
А1 + О2 —* 2А12О3
Алюминий
437
Теперь вам должно быть нетрудно определить правильные коэффициенты в левой части уравнения.
Завершите составление уравнения, а затем проверьте результат в рубрике 14.
34.	Совершенно верно.
Кратко опишите различные стадии очистки боксита. Запишите уравнение, соответствующее каждой стадии.
После этого проверьте ответ в рубрике 71.
35.	Ваше уравнение составлено неправильно. Обратитесь за разъяснениями в рубрику 79.
36.	Вы ошиблись при составлении формулы или при проведении вычислений.
Хотите ли вы сделать еще одну попытку ответить на поставленный вопрос?
•	Да	67
•	Нет, я предпочитаю обратиться за разъяснениями	->	56
37.	Как вы пришли к выводу, что (NH4)MgPO4 не является двойной солью? На самом деле это двойная соль!
Отрицательные заряды на фосфатном ионе компенсируются в этом соединении положительными зарядами ионов двух различных металлов, а именно NH4 и Mg2 +.
Может быть, вы не сочли возможным рассматривать ион аммония как ион металла? Однако мы уже указывали, что ион NH4 ведет себя в солях как катион металла.
Прочтите еще раз рубрику 69, обратив особое внимание на приведенное там определение двойных солей.
38.	Правильно, как и все другие металлы, алюминий осаждается на катоде -отрицательном электроде. Алюминий выпускают через сливное отверстие. (Обратитесь к срисованной вами схеме!)
Кислород образуется на аноде-положительном электроде. Анод состоит из графитовых электродов. Образующийся кислород взаимодействует с углеродом и соединяется с ним, образуя оксид углерода. При высокой температуре проведения процесса этот газ загорается и, сгорая, образует диоксид углерода. Поэтому при электролизе оксида алюминия появляются язычки пламени горящего оксида углерода. Вследствие этого по мере проведения электролиза аноды постепенно срабатываются.
В данной рубрике мы упомянули два химических процесса, которые происходят на аноде. Запишите химические уравнения этих процессов, а затем проверьте их в рубрике 27.
39. Будем составлять необходимое уравнение поэтапно.
Начнем с записи участвующих в реакции веществ-исходных реагентов и конечных продуктов. Оксид марганца (IV) (диоксид марганца) реагирует
28
438
Программа 28
с алюминием, образуя марганец и оксид алюминия:
МпО2 + А1 -> Мп + А12О3
В левой части этого уравнения содержатся 2 атома кислорода, тогда как в правой его части содержатся 3 атома кислорода. Чтобы уравнять число атомов кислорода в обеих частях уравнения, запишем ЗМпО2 в левой части и 2А12О3 в правой части, тогда в той и другой частях уравнения будет содержаться по 6 атомов кислорода.
ЗМпО2 + А1 -> Мп + 2А12О3
Теперь остается уравнять в обеих частях уравнения число атомов А1 и число атомов Мп. Какие коэффициенты должны быть поставлены перед А1 и Мп?
Перед	Перед
А1	Мп
•	2	3	-	10
•	4	6	-»	49
•	4	3	->	25
40. Будем составлять уравнение горения алюминия поэтапно.
Начнем с записи участвующих в реакции веществ:
AI 4- О2 —* А12О3
Обратим внимание на то, что в правой части этого уравнения содержится нечетное число атомов кислорода. Но, поскольку в левую часть уравнения кислород входит в форме О2, в этой части уравнения число атомов кислорода всегда должно быть четным.
Чтобы получить четное число атомов кислорода в правой части уравнения, нужно удвоить ее, т.е. записать 2А12О3:
А1 + О2 -» 2А12О3
Теперь вам должно быть нетрудно определить правильные коэффициенты в левой части уравнения.
Завершите составление уравнения, а затем проверьте результат в рубрике 14.
41. Na2HPO4 является не двойной солью, а кислой солью.
Фосфорная кислота-действительно многоосновная кислота, как это и требуется для двойной соли, но определение двойной соли включает еще одно условие, а именно:
Двойная соль-это соединение, в котором отрицательные заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов нескольких различных металлов.
Являются ли два указанных ниже соединения двойными солями?
(NH4)MgPO4 и Са(НСО3)2
•	Да, оба соединения-двойные соли	->	73
•	Нет, ни одно из соединений не является двойной солью	-♦	37
•	Только (NH4)MgPO4 является двойной солью	-»	58
•	Только Са(НСО3)2 является двойной солью	-»	61
28
Алюминий
439
42.	Хотя в алюмотермической реакции действительно выделяется большое количество тепла, поставленный в рубрике 14 вопрос относится к химической роли алюминия в таких реакциях.
Прочтите еще раз рубрику 14.
43.	А1(ОН)3	+	ЗСН3СООН	->•	А1(СН3СОО)3	+	ЗН2О
гидроксид	уксустая	ацетат	вода
алюминия	кислота	алюминия
Если вы сможете теперь ответить на все поставленные ниже вопросы уверенно и правильно, то, значит, вы добросовестно проработали весь материал этой программы и запомнили главное. (Лучше давать развернутые ответы в письменном виде!)
1.	Легким или тяжелым металлом является А1?
2.	Подвержен ли А1 действию воды и воздуха? Поясните ответ.
3.	Подвержен ли А1 действию кислот и щелочей? Поясните ответ.
4.	Если вы утвердительно ответили на вопросы 2 и 3, можете ли вы записать уравнения соответствующих реакций, чтобы подтвердить свой ответ?
5.	Что понимается под алюмотермическим процессом и для какой цели им пользуются? Приведите два примера.
6.	Как получают алюминий? Нарисуйте схему используемой для этого установки и объясните, какие процессы происходят на электродах.
7.	Как проводится очистка сырья, используемого для получения алюминия? Укажите все четыре стадии!
8.	Что такое двойная соль?
9.	Запишите химическую формулу каждого из следующих соединений: оксид алюминия, боксит, сульфат алюминия, калиевые квасцы, ацетат алюминия.
10.	Как получают сульфат алюминия?
Проверьте ответы в рубрике 80.
44.	Совершенно верно. Сульфат алюминия имеет химическую формулу
A12(SO4)3
Сульфат алюминия получается в результате реакции гидроксида алюминия с серной кислотой. Запишите уравнение этой реакции, а затем ответьте на следующий вопрос:
Какие коэффициенты вы записали в своем уравнении?
	Перед АЦОН)з	Перед H2SO4	Перед A12(SO4)3	Перед Н2О
•	2	4	1	3	-	9
•	2	3	1	6	- 59
•	2	3	0	6	- 16
•	1	3	1 .	3	- 30
•	Нуждаюсь	в дополнительных разъяснениях	->	70		
45. KU/слород тепла термит
28
440
Программа 28
Алюминий может восстанавливать различные оксиды металлов, например Fe2O3 или МпО2. В этом процессе образуется А12О3 и свободный .... Такой процесс называется ... процесс.
Завершите эти предложения и переходите к чтению рубрики 54.
46.	Защитный слой на поверхности алюминия состоит из А12О3.
Продукт, образующийся при растворении этого слоя едким натром, представляет собой Na[Al(OH)4],
Как называются два вещества, формулы которых указаны выше?
Запишите названия этих веществ и проверьте ответ в рубрике 55.
47.	Проверьте составленное вами уравнение:
2А1О2Н -* А12О3 + Н2О
Прокаливание боксита дает оксид алюминия и воду.
Оксид алюминия очищают, обрабатывая его горячим едким натром. Оксид алюминия переходит в раствор, образуя новое соединение алюминия -алюминат натрия.
Алюминат натрия имеет формулу Na[Al(OH)4],
Сможете ли вы составить уравнение растворения оксида алюминия в едком натре?
Если сможете, проверьте результат в рубрике 72.
Если же вы предпочитаете получить предварительные разъяснения, как составить это уравнение, обратитесь к рубрике 62.
48.	По-видимому, вы еще не освоили материал, касающийся способа очистки боксйта.
Начните еще раз с рубрики 27.
Обратите при этом особое внимание на последовательность различных стадий.
49.	Подобные ошибки непростительны на данной стадии обучения!
В уравнении
ЗМпО2 + А1 -+ Мп + 2А12О3
левая часть содержит 3 атома Мп, и поэтому правая часть тоже должна содержать 3 атома Мп. В правой части уравнения содержится 4А1, и, следовательно, в левой части тоже должно содержаться 4А1.
Запишите теперь сбалансированное уравнение и проверьте затем ответ в рубрике 25.
50. Катализатором называется вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но в конце реакции присутствует в той же самой форме, что и до ее начала.
Приведем пример: при получении кислорода путем нагревания хлората калия реакцию можно катализировать диоксидом марганца.
Однако в алюмотермической реакции алюминий превращается в оксид алюминия. Поскольку очевидно, что в этой реакции происходит превращение > алюминия, он не может служить в ней катализатором.
28
АЛЮМИНИЙ
Перепишите приведенное выше курсивом определение, после чего попытайтесь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 14.
51. После прокаливания боксит необходимо растворить, чтобы отфильтровать от него нерастворимые примеси, которые содержатся в нем.
Каким образом боксит переводится в раствор? Это осуществляется в две стадии:
Стадия 1: Прокаливание
Стадия 2: Растворение
Можете ли вы записать уравнения этих двух стадий? Попытайтесь!
Если вам удастся это без труда, проверьте составленные вами уравнения в рубрике 74. Если вы обнаружите, что задача слишком трудна, вернитесь снова к рубрике 27.
52. A12(SO4)3 не является двойной солью.
Серная кислота-действительно многоосновная кислота, как это и требуется для двойной соли; но определение двойной соли включает еще одно условие, а именно:
Двойная соль-это соединение, в котором отрицательные заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов нескольких различных металлов.
Являются ли двойными солями два указанных ниже соединения?
(NH4)MgPO4 и Са(НСО3)2
•	Да, оба соединения-двойные соли	->	73
•	Нет, ни одно из соединений не является двойной солью	->	37
•	Только (NH4)MgPO4 является двойной солью	->	58
•	Только Са(НСО3)2 является двойной солью	-»	61
53. Спишите два следующих предложения:
Глинозем по химическому составу представляет собой оксид алюминия.
Боксит представляет собой гидроксид алюминия, в котором недостает одной молекулы воды.
Попытайтесь теперь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 75. .
54. металл
алюмотермический процесс
Алюминий получают путем электролиза расплавленного А12О3.
Углеродная кладка ванны, в которой находится расплав, образует катод (отрицательный электрод). Графитовые электроды, погружаемые в расплав, выполняют роль анода (положительного электрода).
Срисуйте эту схему, включая все надписи, а затем ответьте на следующий вопрос:
На каком электроде осаждается алюминий?
29-1073
442
Графитовый электрод
Положительный
Рис. 35
На катоде (отрицательном электроде)	-»	38
На аноде (положительном электроде)	->	28
Не знаю	-►	64
55.	Совершенно верно. Защитный слой на поверхности алюминия состоит из оксида алюминия. Продукт, образующийся при растворении этого слоя едким натром, представляет собой алюминат натрия. Алюминат натрия образуется из 1 моля гидроксида алюминия и 1 моля гидроксида натрия.
Запишите уравнение этой реакции, а затем проверьте ответ в рубрике 67.
56.	При диссоциации солей алюминия в воде образуются трехзарядные положительные ионы алюминия А13 + .
Сульфат-ион несет двойной отрицательный заряд и имеет формулу SO], Формула сульфата алюминия содержит столько ионов алюминия и сульфата, сколько необходимо, чтобы уравнять число положительных и отрицательных зарядов в молекуле.
2	иона алюминия несут 2-3 = 6 положительных зарядов.
3	сульфатных иона несут 3-2 = 6 отрицательных зарядов.
Теперь вам должно быть ясно, как записать формулу сульфата алюминия. Переходите к рубрике 44.
57.	Ваш ответ не вполне правилен. Боксит имеет формулу АЮ(ОН).
Спишите следующее предложение:
Глинозем по химическому составу представляет собой оксид алюминия.
Какова химическая формула глинозема?
Проверьте ответ в рубрике 76.
58. Совершенно верно. Na2(NH4)PO4 и NaFe(SO4)2 являются двойными солями. [(NH4)MgPO4 также двойная соль.]
28
Алюминий
443
Двойная соль представляет собой соединение, в котором ... заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов ... различных металлов.
Переходите к чтению рубрики 81.
59.	Правильно (хотя коэффициент 1 перед формулой A12(SO4)3 следует опустить!).
2А1(ОН)3 + 3H2SO4 A12(SO4)3 + 6Н2О
Составленное вами уравнение описывает реакцию нейтрализации.
Сульфат алюминия очень хорошо растворим в воде. Он кристаллизуется с 18 молекулами кристаллизационной воды.
Запишите формулу кристаллического сульфата алюминия, содержащего кристаллизационную воду.
Проверьте ответ в рубрике 69.
60.	Стадия 4: Прокаливание
2А1(ОН)3 -> А12О3 + ЗН2О
Что представляет собой третья стадия очистки боксита?
•	Растворение А12О3	->	48
•	Кристаллизация А1(ОН)3	->	34
•	Прокаливание боксита	->	20
61.	Как вы пришли к выводу, что (NH4)MgPO4 не является двойной солью? На самом деле это двойная соль!
Отрицательные заряды на фосфатном ионе компенсируются в этом соединении положительными зарядами ионов двух различных металлов, а именно NH4 и Mg2 + . Может быть, вы не сочли возможным рассматривать ион аммония как ион металла? Однако мы уже указывали, что ион NH4 ведет себя в солях как катион металла.
Однако Са(НСО3)2 представляет собой не двойную соль, а кислую соль-гидрокарбонат кальция.
Прочтите еще раз рубрику 69, обратив особое внимание на приведенное там определение двойных солей.
62.	Оксид алюминия растворяется в едком натре, образуя алюминат натрия*. Будем составлять уравнение этой реакции, действуя поэтапно. Начнем
с записи исходных веществ и продуктов реакции. Записывайте:
А12О3 + NaOH - Na[Al(OH)4]
В левой части уравнения содержатся 2 атома А1, поэтому в правой части тоже должно быть 2 атома А1:
А12О3 + NaOH -> 2Na[Al(OH)4]
Теперь в правой части уравнения содержатся 2 атома Na, и поэтому в левой
* В этой реакции оксид алюминия проявляет свою амфотерность, т. е. способность реагировать как с кислотами, так и с щелочами.- Прим. ред.
29'
444	й
части тоже нужно записать 2NaOH:
А12О3 + 2N.OH -> 2Na[Al(OH)4]
Если теперь подсчитать число атомов кислорода и водорода, то обнаружится, что в левой части уравнения их меньше, чем в правой. В левой части уравнения имеются 2 атома Н, а в правой-8 атомов Н.
В левой части уравнения недостает вдвое больше атомов водорода по сравнению с атомами кислорода, а это указывает, что там должно быть еще несколько молекул воды! Попытайтесь определить число недостающих молекул воды, т.е. придать окончательный вид уравнению
А12О3 + 2NaOH + Н2О -> 2Na[Al(OH)4]
Еще раз подсчитайте, одинаково ли число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. После этого проверьте завершенное вами уравнение в рубрике 72.
63.	Защитный слой на поверхности алюминия состоит из А12О3!
Продукт, образующийся при растворении этого слоя едким натром, представляет собой Na[Al(OH)4],
Как называются два вещества, формулы которых указаны выше?
Запишите названия этих веществ и проверьте ответ в рубрике 55.
64.	При электролитических реакциях металлы всегда осаждаются на катоде. Вспомним, например, получение натрия из расплавленного гидроксида натрия!
Завершите теперь следующее предложение:
При электролизе алюминий (как и все другие металлы) осаждается на катоде, ... электроде.
Переходите к чтению рубрики 38.
65.	Спишите два следующих предложения:
Глинозем по химическому составу представляет собой оксид алюминия.
Боксит представляет собой гидроксид алюминия, в котором недостает одной молекулы воды.
Попытайтесь теперь еще раз ответить на вопрос, поставленный в рубрике 75.
66. Проверьте вашу формулу железокалиевых квасцов:
KFe(SO4)2 • 12Н2О
Приведем еще раз формулы всех обсуждавшихся до сих пор квасцов:
KA1(SO4)2 • 12Н2О
NaAl(SO4)2 • 12Н2О
(NH4)A1(SO4)2 • 12Н2О
Теперь вам должно быть нетрудно завершить следующие предложения: В формуле любых квасцов присутствуют однозарядный положительный
28
Алюняний
ион металла и ... положительный ион металла, а также два двухзарядных отрицательных .... и	двенадцать молекул ....
Проверьте ответ в рубрике 75.
67. А1(ОН)3 + NaOH -> Na[Al(OH)4]
Еще одним важным соединением алюминия является сульфат алюминия. Запишите химическую формулу сульфата алюминия и на основании этой формулы вычислите его молекулярную массу. Необходимые для вычислений атомные массы: Al = 27, S = 32, 0=16.
Какое значение молекулярной массы сульфата алюминия вы получили?
•123	-	3
•	219	->	19
•	246	->	36
•	342	—>	44
•	Нуждаюсь в помощи	->	56
68. Ацетат алюминия является солью уксусной кислоты.
Соли уксусной кислоты называются ацетаты.
Попытайтесь теперь записать молекулярную и структурную формулы уксусной кислоты. Учтите, что уксусная кислота-это органическая кислота, которая содержит углерод, водород и кислород. В органических соединениях углерод всегда четырехвалентен, кислород двухвалентен и водород одновалентен.
Если вы уверены в записанных вами формулах, переходите к чтению рубрики 77.
Если у вас есть сомнения или вы чувствуете, что задание вам не под силу, обратитесь к рубрике 11.
69. A12(SO4)3 • 18Н2О
Сульфат алюминия находит различные применения, в том числе в бумажной промышленности, где его используют для «проклеивания» бумаги. На необработанной таким образом бумаге нельзя писать чернилами, потому что в этом случае чернила расплываются.
Еще одним важным соединением алюминия являются квасцы, которые имеют химическую формулу
KA1(SO4)2
В квасцах четыре отрицательных заряда двух сульфатных ионов компенсируются тремя положительными зарядами иона алюминия и одним положительным зарядом иона калия. КA1(SO4)2-двойная соль.
Двойная соль-это соединение, в котором отрицательные заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов нескольких различных металлов. При этом ионы аммония NH4 могут рассматриваться как эквивалент однозарядных положительных-ионов металлов (Na + , К + ).
Постарайтесь запомнить это определение двойной соли. А теперь попытайтесь ответить на следующий вопрос:
28
446
Программа 28
Какие из перечисленных ниже соединений являются двойными солями?
Na2HPO4, Na2(NH4)PO4, NaFe(SO4)2, A12(SO4)3
Все четыре соединения-двойные соли	->	12
Первые три соединения-двойные соли	-> 41
Последние три соединения-двойные соли	-> 52
Na2(NH4)PO4 и NaFe(SO4)2 являются двойными солями -> 58
Только NaFe(SO4)2 является двойной солью	->	18
70. Будем составлять требуемое уравнение поэтапно.
Когда гидроксид алюминия реагирует с серной кислотой, образуются сульфат алюминия и вода:
А1(ОН)3 + H2SO4 -> A12(SO4)3 + Н2О
В правой части этого уравнения содержатся 2 атома А1. Следовательно, мы должны исходить из 2 молекул гидроксида алюминия в левой части уравнения:
2А1(ОН)3 + H2SO4 -> A12(SO4)3 + Н2О
Это уравнение, конечно, еще не сбалансировано.
	Какие коэффициенты пропущены в этом уравнении?			
	Перед H2SO4	Перед A12(SO4)3	Перед Н2О	
•	2	1	4	-> 35
•	зЛ	1	6	->	59
•	3	0	6	-	16
•	Нуждаюсь	в помощи		-ч.	79
71. Очистка боксита включает следующие стадии:
1. Прокаливание боксита
2А1О(ОН) -> А12О3 + Н2О
2. Растворение А12О3
А12О3 + 2NaOH + ЗН2О -> 2Na[Al(OH)J
3. Кристаллизация А1(ОН)3
4. Прокаливание А1(ОН)3
А1(ОН)3 -> А12О3 + ЗН2О
Уравнение, описывающее вторую стадию, интересно еще по одной причине. Оно объясняет, почему металлический алюминий подвергается действию щелочей, несмотря на наличие защитного оксидного слоя. Тонкий защитный слой, образующийся на алюминии, растворяется в щелочах.
Ответьте теперь на два следующих вопроса:
а) Из чего состоит защитный слой на поверхности алюминия?
б) Какой. продукт образуется при растворении этого защитного слоя едким натром?
28
-‘г
447
•	а) Гидроксид алюминия	б) Алюминат натрия		63
•	а) Оксид алюминия	б) Гидроксид алюминия	—►	78
•	а) Оксид алюминия	б) Алюминат натрия	—►	55
•	Не знаю			46
72.	А12О3 + 2NaOH + ЗН2О -> 2Na[Al(OH)4]
Таким образом бокситную руду можно перевести в раствор, после того как она превращена в А12О3 предварительным прокаливанием.
Примеси, содержащиеся в прокаленном боксите, остаются нерастворенными. Их можно отфильтровать. Из фильтрата, содержащего алюминат натрия, можно получить кристаллизацией гидроксид алюминия А1(ОН)3.
Дайте ответ на следующий вопрос:
Почему необходимо перевести прокаленный боксит в раствор?
Проверьте ответ в рубрике 51.
73.	Са(НСО3)2 представляет собой не двойную соль, а кислую соль - гидрокарбонат кальция!
Двойная соль включает ионы нескольких различных металлов и кислотный остаток многоосновной кислоты.
Прочтите еще раз рубрику 69, обратив особое внимание на приведенное там определение двойных солей.
74.	Очистка боксита включает следующие стадии:
Стадия 1: Прокаливание
2А1О(ОН) -> А12О3 + Н2О
Стадия 2: Растворение
А12О3 + 2NaOH + ЗН2О -> 2Na[Al(OH)4]
Стадия 3: Кристаллизация А1(ОН)3
Последующее прокаливание А1(ОН)3 позволяет выделить очень чистый А12О3, необходимый для получения алюминия электролизом.
Теперь вы должны записать уравнение четвертой стадии (прокаливание гидроксида алюминия для получения оксида алюминия).
Это не составит для вас большого труда, если вы вспомните первую стадию, где проводится аналогичная реакция.
Проверьте ответ в рубрике 60.
75. Пропущенные слова таковы:
трехзарядный
сульфатных иона
воды
Еще одним важным соединением алюминия является глинозем. Чистый глинозем представляет собой оксид алюминия. Подобно бокситу, глинозем обнаруживается в природе. Глинозем и боксит-два наиболее важных природных соединения алюминия.
28
448	Прш рамма 28
Каковы формулы этих двух важнейших встречающихся в природе соединений алюминия?
	Г линозем	Боксит
•	А1(ОН)	А1(ОН)3	-> 53
•	А1(ОН)3	А12О3	-> 65
•	А12о3	АЮ(ОН)	' - 76
•	А1(ОН)3	АЮ(ОН)	- 57
76. Приведем еще раз правильные формулы:
Боксит: АЮ(ОН)
Глинозем: А12О3
Последнее соединение алюминия, которое мы обсудим здесь, представляет собой органическое соединение-ацетат алюминия.
Ацетат алюминия является солью. А как называется кислота, от которой происходит эта соль?
Завершите следующее предложение:
Ацетат алюминия является солью ... кислоты.
Проверьте ответ в рубрике 68.
77. Проверьте записанную вами формулу уксусной кислоты:
н-с-с	или сн3 с
н ЧО-Н	"\)-Н
Кислотный остаток уксусной кислоты представляет собой однозарядный отрицательный ацетатный ион:
СН3СОО“
Теперь приведем формулу ацетата алюминия:
(СН3—СОО)3А1
которую можно записать (поскольку мы привыкли записывать металл впереди кислотного остатка) как А1(СН3СОО)3.
Ацетат алюминия получают реакцией гидроксида алюминия с уксусной кислотой.
Запишите уравнение этой реакции, которая представляет собой реакцию нейтрализации, а затем укажите под формулами исходных веществ и продуктов реакции их названия.
Проверьте ответ в рубрике 43.
78. Защитный слой на поверхности алюминия состоит из А12О3.
Продукт, образующийся при растворении этого слоя едким натром, представляет собой Na[AI(OH)4],
Как называются два вещества, формулы которых указаны выше?
Запишите названия этих веществ и проверьте ответ в рубрике 55.
Алюминий
440
79.	Приведем еще раз несбалансированное уравнение растворения гидроксида алюминия в серной кислоте:
2А1(ОН)3 + H2SO4 -> A12(SO4)3 + Н2О
В этом уравнении левая и правая части содержат равное число атомов алюминия. Однако, в то время как в правой части содержится 3 группы SO4, в левой части-всего одна группа SO4. Чтобы сбалансировать их, необходимо записать в левой части уравнения 3 молекулы серной кислоты:
2А1(ОН)3 + 3H2SO4 -> A12(SO4)3 + Н2О
Но в этом уравнении все еще не сбалансировано число молекул воды.
Слева содержится 6 групп ОН. Можете ли вы воспользоваться этим указанием?
Запишите сбалансированное уравнение и проверьте ответ в рубрике 59.
80.	Проверьте ответы:
1.	Алюминий является легким металлом.
2.	Нет, алюминий не подвержен действию воздуха и воды, потому что он покрывается защитным слоем оксида алюминия.
3.	Да, алюминий подвержен действию щелочей и сильных кислот, потому что они способны растворять защитный слой - А12О3.
4.	Приведем два примера:
А12О3 + 6НС1 -> 2А1С13 + ЗН2О
А12О3 + 2NaOH + ЗН2О -> 2Na[Al(OH)4]
5.	В алюмотермическом процессе оксиды металлов восстанавливаются алюминием. В этом процессе выделяется большое количество тепла.
Приведем пример:
Fe2O3 + 2А1 -> 2Fe + А12О3
Эта реакция используется, в частности, для сварки железнодорожных рельсов.
6.	Алюминий получают электролизом расплавленного А12О3.
Рис. 36
28
Алюминий осаждается на катоде. Аноды, которые состоят из графитовых стержней, взаимодействуют с выделяющимся на них кислородом и поэтому постепенно срабатываются. При этом образуется СО, который сгорает, в результате чего выделяется СО2.
2С + О2 - 2СО
2СО + О2 -> 2СО2
,7. Стадия 1: Прокаливание сырья-боксита
2А1О(ОН) -> А12О3 + Н2О
Стадия 2: Растворение А12О3 в едком натре
А12О3 + 2NaOH + ЗН2О -+ 2Na[Al(OH)4]
Стадия 3: Кристаллизация А1(ОН)3
Стадия 4: Прокаливание А1(ОН)3 и образование чистого А12О3
2А1(ОН)3 -> А12О3 + ЗН2О
8,	Двойная соль-это соединение, в котором отрицательные заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов нескольких различных металлов.
9.	А12О3 АЮ(ОН) A12(SO4)3 KA1(SO4)2  12Н2О А1(СН3СОО)3
оксид боксит	сульфат	калиевые квасцы	ацетат
алюминия	алюминия	алюминия
10.	Сульфат алюминия получают растворением А12О3 или А1(ОН)3 в серной кислоте:
А12О3 + 3H2SO4 -> A12(SO4)3 + ЗН2О
2А1(ОН)3 + 3H2SO4 - A12(SO4)3 + 6Н2О
Конец программы 28.
81.	Двойная соль представляет собой соединение, в котором отрицательные заряды кислотного остатка многоосновной кислоты компенсируются положительными зарядами ионов нескольких различных металлов.
KAI(SO4)2-алюмосульфат калия (алюмокалиевые квасцы)-представляет собой двойную соль.
Существует много других квасцов, например алюмонатриевые квасцы, алюмоаммониевые квасцы и т.д. Все они имеют аналогичный состав и кристаллизуются с 12 молекулами воды. Перечисленные выше квасцы имеют следующие формулы:
Алюмокалиевые квасцы: KA1(SO4)2-12Н2О
Алюмонатриевые квасцы: NaAl(SO4)2-12Н2О
Алюмоаммониевые квасцы: (NH4)A1(SO4)2-12Н2О
Алюминий, входящий в квасцы, может быть замещен каким-либо другим трехвалентным металлом, в частности трехвалентным железом. При такой замене из алюмокалиевых квасцов, например, получаются железокалиевые квасцы.
Запишите химическую формулу последнего соединения.
Проверьте ответ в рубрике 66.
Программа 29
Магний
1.	Магний имеет химический символ Mg. Магний относится к легким металлам. Он не подвержен действию ни воздуха, ни воды, поскольку сразу же покрывается плотно прилегающим нерастворимым тонким слоем оксида. Этот слой защищает металл от дальнейшего воздействия воздуха или воды. Однако разбавленные кислоты способны растворять магний.
Какой из следующих металлов магний напоминает более всего?
•	Натрий	->	31
•	Алюминий	->	22
•	Цинк	->	10
2.	Хорошо, что вы не стали отвечать наобум. Постарайтесь запомнить следующее правило:
При электролизе металлы всегда выделяются на катоде (отрицательном электроде ).
Конец программы 29.
3.	Правильно. При взаимодействии алюминия с едким натром продуктами реакции являются алюминат натрия и водород. Прежде всего происходит растворение защитного слоя оксида.
Однако магний не реагирует подобным образом с едким натром, потому что его защитный слой-оксид магния-не подвергается воздействию щелочей.	*
Магний не обнаруживается в природе в свободном состоянии.
К важнейшим соединениям магния, встречающимся в природе, относятся:
MgCO3
MgCl2
MgSO4
Запишите названия этих соединений магния и переходите к чтению рубрики 28.
4.	Кроме магния электролизом расплавов получают еще следующие металлы: Натрий Калий Алюминий	,
Какие из этих металлов получают электролизом расплава соли?
Натрий	-»	12
Калий	->	20
Магний	-»	36
Алюминий	->	29
29
452	Jзаммй 29
5.	Доломит представляет собой смешанный карбонат. Запишите названия двух карбонатов, содержащихся в этом минерале. Затем переходите к чтению рубрики 15.
6.	Гидроксид магния: Mg(OH)2.
Запишите теперь уравнение реакции магния с водой.
Проверьте его в рубрике 37.
7.	Даже при комнатной температуре натрий очень энергично реагирует с водой. Более того, натрий подвергается воздействию влаги, содержащейся в обычном воздухе.
Из-за большой реакционной способности натрия по отношению к воде его приходится хранить под слоем керосина.
Магний реагирует с водой только под воздействием тепла. В результате этой реакции образуются ..... магния	и ....
Переходите к чтению рубрики 18.
8.	Проверьте ответы:
Хлорид магния, сульфат магния, нитрат магния.
В водном растворе эти соли диссоциируют на двухзарядные положительные ионы магния и отрицательно заряженные кислотные остатки.
Запишите уравнения диссоциации хлорида магния, сульфата магния и нитрата магния.
Проверьте ответ в рубрике 14.
9.	На самом деле реагируют!
Как алюминий, так и магний подвержены воздействию разбавленных кислот!
Переходите к чтению рубрики 27.
10.	Цинк и магний, конечно, напоминают друг друга по своему поведению в отношении воды и разбавленных кислот (оба этих металла не реагируют с водой, однако реагируют с разбавленными кислотами). Вместе с тем магний является легким металлом, тогда как цинк -тяжелый металл.
Прочтите еще раз рубрику 1.
29
11.	При электролизе расплава хлорида магния на аноде образуется хлор, а на катоде - металлический магний.
Магний играет важную роль в технике. Однако обычно этот металл используется не в чистом виде, а в виде разнообразных сплавов магния. Один из наиболее употребительных в таких сплавах металл-алюминий. Магний-алюминиевые сплавы используются для изготовления дверных и оконных рам и ручек, деталей машин и корпусов автомобилей и самолетов.
Подведем теперь итог всему сказанному до сих пор.
Завершите следующие предложения:
Алюминий и магний являются ... металлами; их химические символы ...
МагяиЖ
и .... Оба этих металла ... подвергаются действию воздуха или воды, потому что они покрыты защитным слоем ... (алюминия/магния).
Переходите к чтению рубрики 23.
12.	Для получения натрия электролизом расплава используют гидроксид натрия. Но гидроксид натрия представляет собой основание!
Вернитесь к рубрике 4.
13.	Магний не реагирует с едким натром, тогда как алюминий реагирует с ним, и при этом образуются алюминат натрия и водород.
Дело в том, что защитный слой оксида магния не подвержен действию щелочей. Однако защитный слой оксида алюминия растворяется в щелочах.
Завершите следующее предложение:
При взаимодействии алюминия с едким натром продуктами реакции являются ..... и	....
Переходите к чтению рубрики 3.
14.	Проверьте составленные вами уравнения:
MgCl2 - Mg2 + + 20"
MgSO4 -> Mg2 + + SO42'
Mg(NO3)2 - Mg2 + + 2NO3
B отличие от алюминия магний не подвержен воздействию щелочей. Причиной этого является то, что защитный слой оксида магния не растворяется в щелочах, тогда как защитный слой оксида алюминия растворяется в щелочах и таким образом удаляется с поверхности металла. Постарайтесь запомнить это важное различие между данными легкими металлами.
Магний не обнаруживается в свободном состоянии в природе.
Приведем важнейшие примеры встречающихся в природе соединений магния:
Карбонат магния
Сульфат магния
Хлорид магния
Запишите себе в тетрадь названия этих трех соединений магния и рядом с каждым из них приведите соответствующую химическую формулу.
После этого переходите к чтению рубрики 33.
15.	Совершенно верно. Доломит имеет состав MgCO3CaCO3; эта формула означает, что на каждую молекулу MgCO3 приходится одна молекула СаСО3. В природном минерале это соотношение выдерживается лишь приблизительно.
Перейдем к обсуждению получения и использования металлического магния.
Промышленный способ получения металлического магния основан на электролизе расплава хлорида магния.
Напомним, что некоторые другие металлы тоже получают при помощи электролиза расплавов. Какие металлы получают таким образом?
Запишите их названия, а затем проверьте ответ в рубрике 4.
29
454
Программа 29
16.	Доломит представляет собой смешанный карбонат, состоящий из карбонатов магния и кальция; он описывается формулой MgCO3-CaCO3.
Какое соединение магния используется для получения свободного металлического магния?
Запишите название этого соединения и переходите к чтению рубрики 24.
17.	Совершенно верно.
При электролизе металлы всегда выделяются на катоде (отрицательном электроде ).
Конец программы 29.
18.	Магний реагирует с водой только под воздействием тепла. В результате этой реакции образуются гидроксид марганца и водород.
В отличие от этого натрий бурно реагирует с водой даже при низких температурах. Из-за большой реакционной способности натрия по отношению к воде его приходится хранить под слоем керосина.
По своей реакционной способности по отношению к кислотам магний очень напоминает алюминий.
Реагируют ли магний и алюминий с разбавленными кислотами?
•	Да	->	27
•	Нет	->	9
•	Не знаю	->	38
19.	Проверьте составленные вами уравнения и, если необходимо, внесите в них нужные исправления:
Mg + 2НС1 -> MgCl2 + Н2
Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2
Mg + 2HNO3 -> Mg(NO3)2 + H2
Запишите теперь названия трех солей магния, образующихся в этих реакциях, а затем проверьте ответ в рубрике 8.
20.	Для получения калия электролизом расплава используют гидроксид калия. Но гидроксид калия представляет собой основание!
Вернитесь к рубрике 4.
21.	Проверьте составленное вами уравнение: 2Mg + О2 -> 2MgO
El
Из того факта, что магний горит очень интенсивным пламенем и в этой реакции выделяется большое количество тепла, следует, что магний очень легко соединяется с кислородом. Можно сказать, что магний обладает большим сродством к кислороду.
Магний очень устойчив к воздействию воды. Лишь после долгого предварительного нагревания удается наблюдать химическую реакцию во
Msnwft’
влажном порошке магния. Образующимися при этом продуктами являются гидроксид магния и водород.
Запишите формулу гидроксида магния, а затем переходите к чтению рубрики 6.
22.	Совершенно верно. Магний имеет очень большое сходство с алюминием.
Оба этих металла относятся к числу легких металлов. Наличие оксидного слоя на поверхности каждого из них предотвращает дальнейшее воздействие воздуха или воды. Кроме того, оба этих металла реагируют с разбавленными кислотами.
В своих соединениях магний двухвалентен.
Запишите формулу оксида магния, а затем переходите к чтению рубрики 30.
23.	Проверьте ответ:
Алюминий и магний являются легкими металлами; их химические символы А1 и Мд. Оба этих металла не подвергаются действию воздуха или воды, потому что они покрыты защитным слоем оксида алюминия/магния.
Взаимодействуют ли алюминий и магний с едким натром?
•	Оба металла не взаимодействуют с едким натром	->	35
•	Оба металла взаимодействуют с едким натром	-»	13
•	Алюминий взаимодействует с едким натром, а магний	нет	-»	3
24.	Для получения металлического магния используется хлорид магния. Как алюминий, так и магний получают электролизом расплава, хотя различие заключается в том, что при получении алюминия исходным веществом является его оксид.
На каком электроде выделяется алюминий/магний?
•	На	аноде (положительном электроде)	->	32
•	На	катоде (отрицательном электроде)	->	17
•	Не	знаю	—>	2
25.	Доломит представляет собой смешанный карбонат. Запишите названия двух карбонатов, содержащихся в этом минерале. Затем переходите к чтению рубрики 15.
26.	Проверьте составленное вами уравнение: 2Na + 2Н2О -> 2NaOH + Н2
Как отличается магний от натрия по способности реагировать с водой?
•	Магний обладает намного меньшей реакционной способностью	-•>	18
•	Магний обладает большей реакционной способностью -+	7
•	Оба металла обладают одинаковой реакционной
способностью по отношению к воде	-+ 34
456
Программа 29
27.	Совершенно верно. Оба металла подвержены действию разбавленных кислот.
При действии разбавленных кислот на магний образуются соответствующие соли магния и водород.
Запишите уравнения следующих реакций магния:
1.	С разбавленной соляной кислотой.
2.	С разбавленной серной кислотой.
3'. С разбавленной азотной кислотой.
Проверьте составленные вами уравнения в рубрике 19.
28.	Проверьте ответы:
MgCO3: карбонат магния
MgCl2: хлорид магния
MgSO4: сульфат магния
Еще одним важным природным соединением магния является доломит. Запишите названия компонентов доломита.
Переходите к чтению рубрики 16.
29.	Для получения алюминия электролизом расплава используется оксид алюминия. Но оксиды-это не соли!
Вернитесь к рубрике 4.
30.	Оксид магния: MgO.
На воздухе магний горит, испуская ослепительно яркий белый свет.
В фотографии используются лампы-вспышки однократного действия, внутри которых находится тонкая ленточка магния. После сгорания магниевой ленточки внутри лампы можно увидеть белый осадок оксида магния.
Запишите уравнение горения магния, а затем проверьте его в рубрике 21.
31.	Хотя магний и натрий принадлежат к легким металлам, они существенно различаются по поведению при действии воды. На воздухе магний покрывается слоем оксида, который не реагирует с водой, поэтому и магний не реагирует с водой. В отличие от этого натрий очень энергично реагирует с водой. Это свойство натрия настолько выражено, что его приходится защищать даже от влаги воздуха. С этой целью натрий хранят под слоем керосина.
Прочтите еще раз рубрику 1.
32.	Неправильно.
При электролизе металлы всегда выделяются на катоде (отрицательном электроде).
Постарайтесь запомнить это правило.
Конец программы 29.
33.
Проверьте ответы:
Карбонат магния: MgCO3
Сульфат магния: MgSO4
Хлорид магния: MgCl2
Магний
457
Карбонат магния обычно встречается в природе вместе с карбонатом кальция в форме смешанного карбоната, называемого доломит. Известны целые горные гряды, например Доломитовые Альпы в Италии, состоящие из этого минерала.
Каков химический состав доломита?
•	MgCO3	-	5
•	СаСО3	->	25
•	CaCO3MgCO3	->	15
34.	При комнатной температуре натрий очень энергично взаимодействует с водой. Действительно, металлический натрий реагирует даже с влагой, содержащейся в обычном воздухе.
Из-за большой реакционной способности натрия по отношению к воде его приходится хранить под слоем керосина.
Перепишите в тетрадь и завершите следующие предложения:
Магний реагирует с водой только под воздействием тепла. В результате этой реакции образуются .... и	....
Переходите к чтению рубрики 18.
35.	Магний не взаимодействует с едким натром. В отличие от этого алюминий реагирует с ним, и в этом процессе образуются алюминат натрия и водород.
Дело в том, что защитный слой оксида магния не подвержен действию щелочей, тогда как защитный слой оксида алюминия растворяется в щелочах.
Завершите следующее предложение:
При взаимодействии алюминия с едким натром продуктами реакции являются .....и ....
Переходите к чтению рубрики 3.
36.	Совершенно верно.
При получении металлов путем электролиза расплавов используются следующие соединения:
При получении натрия: гидроксид натрия
При получении калия: гидроксид калия
При получении магния: хлорид магния
При получении алюминия: оксид алюминия
Таким образом, соль используется только при получении магния; этой солью является хлорид магния.
Ответьте теперь в письменной форме на следующие вопросы;
Какой продукт образуется на катоде?
Какой продукт образуется на аноде?
Проверьте ответы в рубрике 11.
37.	Проверьте составленное вами уравнение и, если необходимо, внесите в него исправления:
100°С
Mg + 2Н2О -------» Mg(OH)2 + Н2
30-1073
29
458
Программа 29
Мы уже обсуждали подобную реакцию при изучении натрия. Запишите уравнение реакции натрия с водой, а затем проверьте его в рубрике 26.
38. Подобно магнию, алюминий подвержен действию разбавленных кислот. Переходите к чтению рубрики 27.
29
Предметный указатель
При работе над учебником предполагается, что каждая входящая в него программа будет проработана в один прием. Помещенный, ниже предметный указатель составлен в помощь читателю с целью необходимого для дальнейшего прохождения курса повторения отдельных тем.
В каждом случае жирным шрифтом указан номер программы, а светлым-соответствующие рубрики, где находится конкретное понятие.
Адсорбция 15/42
Азот
валентность 20/54, 21/12,49,64,66
диоксид 21/49,54, 22/1,13
-	получение 22/13,32
-	- реакция с кислородом 22/14,45
-	свойства 22/19
оксид 22/1
-	получение 22/13,32
-	реакция с кислородом 22/14,45
-	свойства 22/19
получение из жидкого воздуха 2/22, 20/24 распространенность в природе 20/24,25 свойства 20/24,54
Азотистая кислота, свойства 22/11,34
Азотная кислота 21/64
получение 21/12,49,54,64, 22/14,26,31,46
свойства 22/18
Активированный уголь 15/26,42
как катализатор 12/75
Алифатические соединения 18/35
Алкалиметрия 14/44
Аллотропные формы
определение 12/10
серы 12/10
углерода 15/1,8
фосфора 24/1
Алмаз 15/19,22,42,63
Алюминий
ацетат 28/76
гидроксид 28/72
оксид 28/7,15,75
-	свойства химические 28/27,71
получение 28/38,54
распространенность в природе 28/27,75
свойства химические 28/7,14,24
сульфат 28/44
-	применение и свойства 28/69 Алюмотермические процессы 28/8,14,32 Амины 19/20
свойства 19/7
Аммиак
водные растворы 20/52
обнаружение (аналитическая проба) 20/10,
18
получение 21/25,56
свойства 20/49, 21/35
«сгорание» 21/45,54,64, 22/42,48
точка кипения 20/49
Аммоний
гидрокарбонат 21/20
двойные соли 28/66,81
иод 20/33
карбонат 20/20, 21/8
-	получение 20/37
-	применение 20/23
нитрат 22/5
соли, обнаружение (аналитическая проба) 20/18,29
сульфат 20/20,21/8
сульфид 20/2
фосфат 24/31
хлорид 20/2,53, 23/36,41,50
-	термическая диссоциация 20/48
Анализ
весовой 26/18, 47
качественный 14/79
количественный 14/79
объемный 14/79
Ангидрид
кремниевой кислоты 24/33
определение 12/62
серной кислоты 13/10
фосфорной кислоты 24/21
Анилин 19/7,20
Анод 3/16
Антрацит 19/26
Ароматические соединения 18/35
Атом
определение 6/62, 7/13,20
строение 6/38,52
электрически заряженный 7/24
ядро 6/38
зо*
46(!
Предметный указатель
Атомная масса
единица 9/38
определение 9/2
относительная 9/19
элементов 9/38
Атомные частицы 6/52
заряды 6/44
обозначения 6/48
Ацетат-ион 19/13
Ацетилен 18/35,52
Ацидометрия 14/63
Барий
сульфат 13/53
хлорид 13/53
Белки 19/35, 21/8,57
Бензин 19/6
Бензол 18/30,35
Бессемера конвертер 26/29,37
Бессемеровский процесс 26/29,46
Бетон 24/32
Блески 12/30
«Боксит 28/27
прокаливание 28/27
Бронза 27/31
Бунзена горелка 3/62
Бурый уголь 19/26
Бутан 18/43
Бюретка 14/16
Валентность 7/43
эффективная 14/26
Вода
дистиллированная 4/20
дождевая 4/12
жесткая 4/4, 17/9,33
как растворитель 4/4 кристаллизационная 13/40 круговорот в природе 4/1 минеральная 4/4
мягкая 4/4, 17/9,33
перегонка 4/20
плотность 4/16 -
разложение на ионы 8/51
распространенность в природе 4/1 состав 3/3, 4/27
точка кипения 4/22
установка для разложения 3/8 электролиз 3/16, 4/19
Водород 5/1
атом 6/48
ион 8/51
как газ для наполнения зондов 5/33 получение 5/2,28,24
- действием кислоты на металл 5/28 - из воды электролизом 3/16, 5/28 — водяного газа 5/24
примейЬние 5/13
распространенность в природе 5/32
Водяной газ 5/32, 21/22,25, 24/69
получение 21/33
Воздух
сжижение 2/15
состав 2/27
Восстановление 5/13
Габера процесс 21/25
исходные вещества 21/33,42
Газы
двухатомные 7/38
объем 1 моля 10/85
расширение при нагревании 10/96
сжимаемость 10/32
Гелий 6/27
Гематит 25/13,23
'Генераторный газ 21/33
получение 21/42
Гидрокарбонат-ион 16/17 Гидроксид-ион 8/51, 11/59 Гипохлориты 23/26 Гипс 13/28
обожженный 13/38
Горение 2/19, 3/57
Горный хрусталь 24/53
Гравиметрический анализ 26/5,18
Грамм-атом, определение 9/26
Грамм-молекула, определение 9/27 Грамм-эквивалент, определение 14/41 Графит 15/8
горение 15/19
применение 15/15,42
распространенность в природе 15/15
свойства 15/15,63
Гремучий газ 4/37
обнаружение 5/11
Давление
атмосферное 10/23
единицы измерения 10/10
повышенное 10/23,96
пониженное 10/23,96
Даниэля форсунка 5/22
Предметный указатель
Дизельное масло 19/6
Диметиловый эфир 18/46
Диссоциация 11/23
кислот 11/25
определение 11/31
солей Mg 29/8
термическая 20/15, 21/15
NaHCO3 16/27
Диэтиловый эфир 18/8
Доломит 16/52, 29/33
Доменная печь
привдип работы 25/10,13
химические процессы 25/5,13,17
Доменный (колошниковый) газ 25/43
Древесный уголь 15/42
Едкий натр 8/13. См. также Натрий, гидроксид
Едкое кали 8/13. См. также Калий, гидроксид
Железные руды
восстановление 25/19,34,43
оксидные 25/3,12,13,23
сульфидные 25/8,12,13
Железный колчедан 12/30
Железо
валентность 25/1
карбид 25/17, 26/13
обнаружение (аналитическая проба) 26/66
получение 25/43
распространенность в природе 25/3,23
свойства физические 26/1,24
-	химические 26/48
сульфат 26/38
сульфид 1/30
уровень производства 26/55
Жиры 19/35
Закон
Авогадро 10/41
постоянства массовых отношений 9/40
сохранения массы 3/13
Заряд
отрицательный 7/24
положительный 7/24
электрический 6/44
Известняк 15/34, 16/58
прокаливание 17/1,36
461
Известь
гашеная 17/3,17,36,44 - применение 17/9 негашеная 17/1,3,36 Индикатор, определение 11/39 Ион, определение 7/24 Исходные вещества (сырье) 6/33,37, 21/4
Калиевая селитра 8/42 Калий
алюмосульфат 28/66,81	'
гидроксид 8/33 - получение 8/37 - свойства 8/60 гидросульфат 11/27 гипохлорит 23/26 двойные соли 28/66,81 карбонат 8/42, 15/50, 16/49 нитрат 8/42, 22/6 нитрит 22/6 обнаружение (аналитическая проба) 8/12 оксид 8/8 реакция, с водой 8/43 свойства 8/22 феррицианид 26/66 ферроцианид 26/66 хлорат 3/48, 23/26,29 хлорид 23/21,50
Кальций гидрокарбонат 17/19,26 - получение 17/19,42 - распространенность в природе 17/33 - свойства 17/9,19,41,43 гидроксид 17/30 - получение 17/17,36 - свойства 17/30 дигидрофосфат 24/27 карбонат 15/24, 16/58, 17/1 - получение из Са(НСО3)2 17/43 - распространенность в природе 15/34 - растворимость 17/19 - реакция с СО2 17/42 - свойства 15/30 сульфат 13/28 фосфат 24/27 - распространенность в природе 24/12,15 - реакция с H2SO4 24/27,28 хлорид 23/50
Каменноугольная смола 19/41
Каменный уголь 19/26
Карбонат-ион 15/64
Карбонаты 11/13
Карбоновые кислоты 19/7
462
Предметный указатель
Катализ 3/22
Катализатор 3/22
определение 3/33
Катод 3/16
Кварц 24/53,66
Кварцевая лабораторная посуда 24/53,63
Квасцы 28/66,69,81
Киппа аппарат 5/28
Кислород
получение из жидкого воздуха 2/22
—	хлората калия 3/48
-	электролизом воды 3/16
применение 3/72
распространенность в природе 3/72
Кислородно-водородная горелка 5/22 Кислота
ангидрид 12/62
двухосновная 11/87
концентрация 14/44
односновная 11/71
определение 11/25
трехосновная 11/87
эквивалентная масса 14/16
Кислотный остаток 11/15
Кобальтовое стекло 8/44
Коксование угля 19/33
Коксовый газ 19/41
Коксохимический завод 19/33
Колчеданы 12/30
Конечные продукты см. Продукты реакции Контактный газ 21/25,51
Контакты (твердые катализаторы) 13/47
Концентрация
единицы 14/36
едкого натра, определение 14/16
кислот, определение 14/16
Коэффициенты в химических уравнениях 7/46
Крахмал 19/35
Крекинг-процесс 19/6
продукты 19/6,19
Кремниевая кислота 24/61
Кремний 24/11
диоксид 24/32,66
-	распространенность в природе 24/32,53
-	реакция с NaOH 24/63
распространенность в природе 24/32,64 свойства 24/64
Лакмус как индикатор 2/26
Латунь 27/54
Леблана процесс (сульфатный способ) получения соды 16/32,44
исходные продукты 16/39,53
побочные продукты 16/50
промежуточные продукты 16/50
уравнения 16/7,34
экономичность 16/41,53
Либиха исследования об искусственных удобрениях 21/8,57
Лимонит 25/13
Литий 6/46
Литопон 27/67,71
Магнетит 25/13
Магний
валентность 29/22
гидрокарбонат 17/39
гидроксид 29/6
карбонат 16/52, 17/39, 29/14,33
нитрат 29/19
оксид 29/30
получение 29/15,36
применение 29/11
распространенность в природе 29/14,33
реакции с водой 29/37
—	кислотой 29/19
свойства химические 29/19,22,27,37
сгорание 29/21
сродство к кислороду 29/21
сульфат 29/8,19
хлорид 29/8,14,19,36
Марганец
диоксид как катализатор 3/22
получение 28/8
Медно-аммиачный шелк 27/51
Медный колчедан 27/4
Медь
обнаружение (аналитическая проба) 27/51
очистка электролизом 27/33
получение 27/25
применение 27/53
распространенность в природе 27/25,39
свойства химические 27/1,11,24,31,86
сплавы 27/31,54,86
сульфат 13/40
Мел 15/34, 16/58
Металлы 6/21
блеск 6/21
гидроксиды 8/35
легкие 8/1
оксиды, реакция с водой 8/35
тяжелые 8/1
Метан 18/25,4Q5Q 52
Предметный указатель
463
Метанол 18/26
свойства 18/8,38
Метиламин 19/7,20
Метиленхлорид 18/37
Метиловый оранжевый 11/39
Метильный радикал 18/26,39
Молекула, определение 7/13,20
Молекулярная масса 9/53
Молекулярный объем, определение 10/85,106
Моль 9/39
Мрамор 15/34, 16/58
Натриевая (чилийская) селитра 8/42, 22/43
Натрий
алюминат 28/47
ацетат 19/13
гидрокарбонат 16/17
- получение 16/33,43,68
-	реакции 16/49,59
-свойства 16/17,20
гидроксид 8/56
-	получение 8/49
-	свойства 8/60
гидросульфат 11/52
гидрофосфат 11/43, 24/6
гипохлорит 23/26
двойные соли 28/66,81
дигидрофосфат 11/43, 24/6
ион 7/24
карбонат 8/42, 15/40, 16/44
-	получение 16/20,43,44,49,53
нитрат 8/42, 20/25, 22/43
обнаружение (аналитическая проба) 8/12
оксид 8/8
определение концентрации 14/16
получение 8/38
реакции с водой 8/34
свойства 8/22
силикат 24/33,69
-	получение 24/63
-	свойства 24/48
сульфат 13/40
сульфид 12/49
фосфат 11/43, 24/6
хлорат 23/26
хлорид 4/15, 8/48
-	электролиз 8/49
— расплава 8/38
Нейтрализация 11/3,33
уравнения 11/16,24
Нейтрон 6/52
Неметаллы 6/21
оксиды, реакции с водой 8/48 Неорганическая химия 18/1 Нефть 19/6
перегонка 19/6,19
Нитрат-ион 11/2, 22/30
Нитраты 11/13
свойства 22/17
Нитриты 22/6,11
Нормальные растворы
определение 14/53
получение 14/21
Нормальные условия 10/85
Обжиг 13/48, 27/22
пиритов 13/48, 25/22
CuS 27/4,13
PbS 27/57
ZnS 27/69
Огнетушители 3/54
Окисление 2/19, 5/13, 21/40
Окислители 22/17,18
Окрашивание пламени 8/12
Оксиды 3/34
Олеум 13/33
Олово '
получение 27/67
применение 27/67
проволока 27/67
свойства 27/67
фольга 27/67
Органическая химия 18/1,9 Основание
определение 11/34
эквивалентная масса 14/52
Патина 27/1
Песок 24/32
Песчаник 24/32
Пириты 12/30, 25/12
обжиг 13/48, 25/22
Плотность 4/16
воды 4/16
Породы 25/18,27
Продукты
пищевые 19/35
промежуточные 21/4
реакции 6/7
Проклеивание бумаги 28/69
Простые вещества 3/26,34
определение 3/26
Протон 6/52
464
Предметный указатель
Реакция
определение 6/15
теплота 11/81
Ржавчина, предохранение от 27/58
Сажа 15/8
горение 15/19
получение 15/15
применение 15/15,63
свойства 15/15,42
Сахар 19/35
Свинец
красный 27/58
обнаружение (аналитическая проба) 27/75
получение 27/57
применение 27/57
распространенность в природе 27/70
свойства 27/42,49
силикат 24/29
Связи
двойные 18/35,43
ионные 7/19
ковалентные (атомные) 7/19
простые (одинарные) 18/43
тройные 18/35
Селитра, распространенность в природе 20/25
Сера
горение 12/32
диоксид 12/32	\
-	получение 13/6
-	реакция с водой 12/62
-	свойства 12/62
пластическая 12/10
получение 12/22
распространенность в природе 12/22
свойства 12/1
триоксид 12/32
-	получение 13/44
-	реакция с водой 12/62
-	свойства 12/62
Серебро
нитрат 22/5
хлорид 23/50
Серная кислота 13/10
ангидрид 12/87
дымящая 13/17
обнаружение (аналитическая проба) 13/53
получение 13/4
-	башенный процесс 13/46
-	контактный процесс 13/47
разбавление водой 13/16
свойства 13/16
Сернистая кислота 12/62
ангидрид 12/87
свойства 12/85
Серный колчедан 12/30, 25/12
Серный цвет 12/4
Сероводород 12/27
горение 12/47
обнаружение (аналитическая проба) 12/59
Силикаты 24/61
Символы элементов 6/2
Сименса-Мартена процесс 26/55,69
Синтез, определение 6/42
Смеси 1/30, 2/27
разделение 3/72
Смешанный газ 21/13,33
состав 21/13,25
Сода 8/42, 16/44. См. также Натрий карбонат
Соединение
определение 1/35, 7/20
химическое 1/6
Соли 11/16
двойные 28/69,80,81
кислые 11/27, 16/17,27,43
определение 11/56
Сольве процесс (аммиачный способ) получения соды 16/44,53, 21/7,58
продукты исходные 21/65
-	реакции 21/55
уравнения 21/58
Соляная кислота 4/15
Состояние физическое 1/1
обращение 1/16
Сплавление 24/48
SiO2 24/69
Сплавы 26/44
меди 27/31,54,86
Сталь 26/21,46,69
Стекло 24/29
жидкое 24/69
оконное 24/29
пирекс 24/7,29
производство 24/59,69
свинцовое 24/29
Строительный раствор 17/9,25, 24/32 схватывание 17/9,24
Структурная формула 7/53
бензола 18/30
метана 18/25,50
метиламин 19/20
пропана 18/25,50
уксусной кислоты 19/4,7 этана 18/25,50
Предметный указатель
Сульфат-ион 12/88
Сульфаты 11/13, 12/69
обнаружение (аналитическая проба) 13/53
Сульфиды 12/34
Сульфит-ион 12/88
Сульфиты 12/69
обнаружение (аналитическая проба) 12/83
Суперфосфат 24/27
Сурик 27/58
Теплота реакции 11/81
Термит 28/21
Термометр 4/22
Титриметрия 14/79
Титрование 14/16
Томаса металл 24/12, 26/46
Томасовский процесс 26/46
Томас-шлак 24/12
Торф 19/26
Тушение 3/54, 15/21
Углеводороды
насыщенные 18/35
ненасыщенные 18/35
Углеводы 19/35
Углерод
аллотропные модификации 15/8
валентность 18/40
горение 15/27,31
диоксид 15/31
-	обнаружение (аналитическая проба) 17/40,52
-	получение лабораторное 15/34
-	- промышленное 15/11,37
-	применение 15/21
-	распространенность в природе 15/32
-	свойства 15/21
оксид 15/20
-	получение 15/39
-	свойства 15/21,39
свойства 15/19
тетрахлорид 18/37
Угольная кислота 15/32
ангидрид 15/9
диссоциация 15/64, 17/49
обнаружение (аналитическая проба) 15/50
свойства 15/9,17,64
Удобрения 21/8,55,57, 22/5, 24/12,25,27,28,31,32
Уксусная кислота 19/7
этиловый эфир 19/8
465
Уравнения 7/28
составление 7/65, 8/24, 21/45
Установка для электролиза воды 3/8, 4/19
Фениламин см. Анилин
Фенильный радикал 18/26,39
Фенол 18/26
Фенолфталеин 11/39
Физический процесс, определение 1/32
Фиксированные точки 4/22
Формулы 7/14
Фосфат-ион 11/25
Фосфатный остаток 24/5
валентность 24/28
Фосфаты 11/13
Фосфор
аллотропные модификации 24/1
белый 24/1,17
красный 24/1,17
пентахлорид 24/38
пентоксид 24/17,21
-	получение 24/42
-	реакция с водой 24/13
получение 24/31,42
продукты сгорания 24/17
трихлорид 24/38
Фосфорная кислота
ангидрид 24/21
получение 24/13,42
применение 24/31
соли 24/6
Фотосинтез 19/10
Химический процесс, определение 1/15
Химическое соединение 1/6, 3/34
определение 1/35, 7/20
Хлор 4/17 1
ион 7/24, 23/50
получение 23/10
реакция с Н2О 23/38
свойства 4/25, 23/8
Хлораты 23/26
Хлориды 23/21
обнаружение (аналитическая проба) 22/5,21, 23/50
Хлорная вода 23/38,52
Хлорная кислота 23/53
Хлорноватая кислота 23/33,53
Хлорноватистая кислота 23/33
образование 23/52
свойства 23/52
46f
Предметный указатель
Хлорный гремучий газ 4/25
Хлороводород 4/15, 23/17
получение 23/17
свойства 23/30
Хлороводородная кислота см. Соляная кислота
Хлороформ 18/37
Царская водка 22/30
Цельсия температура 4/22
Цепная структура 18/50
Цинк
карбонат 27/69
получение 27/54,69
применение 27/54,67
распространенность в природе 27/59
свойства 27/54,59
сульфид 27/69
хлорид 23/21
Цинковые белила 27/67,71
Чугун
белый 26/13,21
литейный 26/21
свойства физические 26/1,27
серый 26/13,21
Шкала температурная 4/22
Шлак 25/17,27
Щелочи 8/2,35
Эквивалентная масса
кислот 16/26
определение 16/26 оснований 14/52
Экзотермическая реакция 11/81
Электрический заряд атомной частицы 6/44 Электрод
отрицательный 3/16 положительный 3/16 Электролиз 3/24 воды 3/16, 4/19 определение 3/3 расплава 8/38 - NaCl 8/38 растворов солей меди 27/33 - хлорида натрия 8/49, 23/10 А12О3 28/27,38,54,80
Электрон 6/52
Электронная оболочка 6/38,46
Электронная пара 7/77
Электронное облако 6/38
Элемент, определение 6/11,62, 7/20 Эмпирическая формула 7/62 Эндотермическая реакция 11/81 Этан 18/50,52 получение 19/6
Этанол 18/8,26 Этен см. Этилен Этилацетат 19/8 Этилен 18/35,52 получение 19/6 ' применение 19/15 Этиловый спирт 18/8,26 получение 19/15,19
Этильный радикал 18/39
Эфир
простой 18/8 сложный 19/21
Содержание
Предисловие редактора перевода	5
Предисловие авторов	7
Предисловие переводчика к английскому изданию	9
Как пользоваться этой книгой	10
Программа 1	13
Введение. Химия как естественная наука-химические и физические процессы -химическое соединение
Программа 2	25
Воздух. Состав воздуха-кислород и азот-реакции с участием кислорода-сжижение воздуха-получение азота и кислорода
Программа 3	33
Кислород. Электролиз воды-химические элементы-процесс горения-катализ и катализаторы-дыхание-закон сохранения массы
Программа 4	50
Вода. Круговорот воды в природе-плотность воды-температурная шкала Цельсия-жесткая и мягкая вода-перегонка-электролиз воды - гремучий газ и хлорный гремучий газ
Программа 5	63
Водород. Его свойства-получение в лабораторных условиях и в промышленности - применения - меры предосторожности-окисление и восстановление
Программа 6	72
Теоретические основы (I). Химические процессы-синтез-анализ-элементы и соединения-металлы и неметаллы-химические символы элементов-химические уравнения-атомы и их строение
4бЛ
Содержание
Программа 1
89
Теоретические основы (II). Атомы и молекулы-химические уравнения -двухатомные газы-валентность-структурные формулы-ионы-ионная связь-ковалентная связь
Программа 8
107
Натрий и калий. Тяжелые и легкие металлы-свойства натрия и калия-реакции с водой-гидроксиды-щелочи-индикаторы-электролиз раствора хлорида натрия-электролиз расплава хлорида натрия
Программа 9
125
Теоретические основы (III). Стехиометрические вычисления-атомная масса - грамм-атом - молекулярная масса - грамм-молекула - закон постоянства массовых отношений
Программа 10
138
Теоретические основы (IV). Свойства газов-взаимосвязь между объемом и давлением-влияние изменения температуры-нормальные условия-молярные объемы-закон Авогадро
Программа 11
167
Теоретические основы (V). Кислоты, основания и соли-диссоциация -индикаторы-кислотные остатки-нейтрализация-одноосновные и многоосновные кислоты-кислые соли-экзотермические и эндотермические реакции
Программа 12
193
Сера и ее соединения (I). Свойства-аллотропные формы-оксидыгидросульфид-сульфиды-получение диоксида серы-окисление гидросульфида-проба на сульфиды-ангидриды кислот-серная и сернистая кислоты-сульфиды и сульфаты
Программа 13
214
Сера и ее соединения (II). Получение серной кислоты-контактный процесс-башенный процесс-олеум-соли с кристаллизационной водой-свойства серной кислоты-аналитические реакции
(’одержание	i^‘t
Программа 14	228
Теоретические основы (VI). Эквивалентная масса - грамм-эквивалент -концентрация - нормальность - нормальные растворы - титрование -объемный анализ
Программа 15	249
Углерод (I). Свойства-аллотропные формы-активированный уголь и адсорбция-оксид углерода-диоксид углерода-угольная кислота -карбонаты-промышленное получение диоксида углерода
Программа 16	262
Углерод (II). Угольная кислота и карбонаты-получение соды сульфатным способом (процесс Леблана)-кислые соли-гидрокарбонат натрия-карбонат калия-карбонат кальция
Программа 17	276
Углерод (III). Обжиг известняка-гашеная известь-жесткая и мягкая вода-строительный раствор-проба на карбонаты
Программа 18	289
Органическая химия (I). Определение-углеводороды-ненасыщенные соединения-алифатические и ароматические соединения -бензол - спирты-фенол-эфир-тетрахлорвд углерода
Программа 19	304
Органическая химия (II). Амины-анилин-уксусная кислота-этерификация-нефть и уголь-спиртовое брожение-типы угля-получение кокса и каменноугольного газа-пищевые продукты
Программа 20	317
Азот (I). Распространенность-аммиак-соли аммония-термическая диссоциация-химические реакции в процессе пайки-проба на соединения аммония
Программа 21	331
Азот (II). Процесс Габера-генераторный газ и'водяной газ - получение
470
Содержание
соды аммиачным способом (процесс Сольве)-соли аммония в качестве удобрений-азотная кислота-окисление аммиака
Программа 22
346
Азот (III). Оксиды азота-нитраты-получение азотной кислоты -азотистая кислота-нитриты-аналитические реакции
Программа 23
358
Хлор и его соединения. Свойства-получение-хлороводород (соляная кислота)-хлорноватистая, хлорноватая и хлорная кислоты-гипохлориты, хлораты и перхлораты-проба на хлориды
Программа 24
369
Фосфор и кремний. Белый и красный фосфор-пентоксид фосфора-фосфорная кислота-фосфаты-применение в качестве удобрений-трихлорид фосфора-пентахлорид фосфора. Кремний-диоксид кремния-стекло-процессы сплавления - кремниевая кислота-силикаты
Программа 25
384
Железо (I). Оксидные и сульфидные руды железа-обжиг пирита-доменная печь-химические процессы в доменной печи-флюсы
Программа 26
395
Железо (II). Белый и серый чугун-сталь-процесс Бессемера-процесс Томаса-процесс Сименса-Мартена-сплавы-соли железа-аналитические реакции-весовой анализ
Программа 27
411
Медь, свинец, цинк и олово. Оксиды меди-получение меди-электролитическое получение меди-применение меди-соли меди-аналитическая реакция. Свинец-свойства и соединения-аналитическая реакция’ Цинк-свойства и соединения-олово
Программа 28
429
Алюминий. Свойства-оксид алюминия-соли алюминия-алюмотермическая реакция-термитная смесь-получение алюминия-боксит-алюминат натрия-двойные соли-квасцы-ацетат алюминия
Одержание
Программа 29	451
Магний. Свойства - соединения - получение - применение
Предметный указатель	459
УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ!
Ваши замечания о содержании книги, ее оформлении, качестве перевода и другие просим присылать по адресу: 129820, Москва, И-110, ГСП, 1-й Рижский пер., д. 2, издательство «Мир».
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Йоахим Нентвиг Манфред Кройдер Карл Моргенштерн
Химический тренажер
Часть I
Старший научный редактор И. Н. Лаврова Младший редактор Т. Ю. Дехтярева Художник В. А. Медников
Художественный редактор М.Н. Кузьмина
Технический редактор М. А. Страшнова
Корректор Н. В. Андреева
ИБ № 5443
Сдано в набор 17.10.85. Подписано к печати 8.07.86.
Формат 70 х lOO'/ie- Бумага офсетная № 2.
Печать офсетная. Гарнитура тайме. Объем 14,75 бум. л. Усл. печ. л. 38,35. Усл. кр.-отт. 77,03. Уч.-изд. л. 30,44.
Изд. № 3/4038. Тираж 85 000 экз. Зак. 1073. Цена 1 р. 90 к.
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР»
129820, ГСП, Москва И-110, 1-й Рижский пер., 2.
Можайский полиграфкомбинат
Союзполиграфпрома
при Государственном комитете по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
г. Можайск, ул. Мира, 93.