Кислород О имеет атомный номер 8, расположен в главной подгруппе (подгруппе а) VI группе, во втором периоде. В атомах кислорода валентные электроны размещаются на 2-м энергетическом уровне, имеющем только s — и p -орбитали. Это исключает возможность перехода атомов О в возбуждённое состояние, поэтому кислород во всех соединениях проявляет постоянную валентность, равную II. Имея высокую электроотрицательность, атомы кислорода всегда в соединениях заряжены отрицательно (с.о. = -2 или -1). Исключение – фториды OF 2 и O 2 F 2 .

Для кислорода известны степени окисления -2, -1, +1, +2

Общая характеристика элемента

Кислород – самый распространенный элемент на Земле, на его долю приходится чуть меньше половины, 49 % от общей массы земной коры. Природный кислород состоит из 3 стабильных изотопов 16 О, 17 О и 18 О (преобладает 16 О). Кислород входит в состав атмосферы (20,9 % по объему, 23,2 по массе), в состав воды и более 1400 минералов: кремнезема, силикатов и алюмосиликатов, мраморов, базальтов, гематита и других минералов и горных пород. Кислород составляет 50-85% массы тканей растений и животных, т.к содержится в белках, жирах и углеводах, из которых состоят живые организмы. Общеизвестна роль кислорода для дыхания, для процессов окисления.

Кислород сравнительно мало растворим в воде – 5 объемов в 100 объемах воды. Однако, если бы весь растворенный в воде кислород перешел в атмосферу, то он занял бы огромный объем – 10 млн км 3 (н.у). Это равно примерно 1% всего кислорода в атмосфере. Образование на земле кислородной атмосферы обусловлено процессами фотосинтеза.

Открыт шведом К. Шееле (1771 – 1772 г.г) и англичанином Дж. Пристли (1774г.). Первый использовал нагревание селитры, второй – оксида ртути (+2). Название дал А.Лавуазье («оксигениум» - «рождающий кислоты»).

В свободном виде существует в двух аллотропных модификациях – «обыкновенного» кислорода О 2 и озона О 3 .

Строение молекулы озона

3О 2 = 2О 3 – 285 кДж
Озон в стратосфере образует тонкий слой, который поглощает большую часть биологически вредного ультрафиолетового излучения.
При хранении озон самопроизвольно превращается в кислород. Химически кислород О 2 менее активен, чем озон. Электроотрицательность кислорода 3,5.

Физические свойства кислорода

O 2 – газ без цвета, запаха и вкуса, т.пл. –218,7 °С, т.кип. –182,96 °С, парамагнитен.

Жидкий O 2 голубого, твердый – синего цвета. O 2 растворим в воде (лучше, чем азот и водород).

Получение кислорода

1. Промышленный способ — перегонка жидкого воздуха и электролиз воды:

2Н 2 О → 2Н 2 + О 2

2. В лаборатории кислород получают:
1.Электролизом щелочных водных растворов или водных растворов кислородосодержащих солей (Na 2 SO 4 и др.)

2. Термическим разложением перманганата калия KMnO 4:
2KMnO 4 = K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2 ,

Бертолетовой соли KClO 3:
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 (катализатор MnO 2)

Оксида марганца (+4) MnO 2:
4MnO 2 = 2Mn 2 O 3 + O 2 (700 o C),

3MnO 2 = 2Mn 3 O 4 + O 2 (1000 o C),

Пероксид бария BaO 2:
2BaO 2 = 2BaO + O 2

3. Разложением пероксида водорода:
2H 2 O 2 = H 2 O + O 2 (катализатор MnO 2)

4. Разложение нитратов:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

На космических кораблях и подводных лодках кислород получают из смеси K 2 O 2 и K 2 O 4:
2K 2 O 4 + 2H 2 O = 4KOH +3O 2
4KOH + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2H 2 O

Суммарно:
2K 2 O 4 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3О 2

Когда используют K 2 O 2 , то суммарная реакция выглядит так:
2K 2 O 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + O 2

Если смешать K 2 O 2 и K 2 O 4 в равномолярных (т.е. эквимолярных) количествах, то на 1 моль поглощенного СО 2 выделится один моль О 2.

Химические свойства кислорода

Кислород поддерживает горение. Горение — б ыстрый процесс окисления вещества, сопровождающийся выделением большого количества теплоты и света. Чтобы доказать, что в склянке находится кислород, а не какой-то другой газ, надо в склянку опустить тлеющую лучинку. В кислороде тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Горение различных веществ на воздухе – это окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является кислород. Окислители – это вещества, «отбирающие» электроны у веществ-восстановителей. Хорошие окислительные свойства кислорода можно легко объяснить строением его внешней электронной оболочки.

Валентная оболочка кислорода расположена на 2-м уровне – относительно близко к ядру. Поэтому ядро сильно притягивает к себе электроны. На валентной оболочке кислорода 2s 2 2p 4 находится 6 электронов. Следовательно, до октета недостает двух электронов, которые кислород стремится принять с электронных оболочек других элементов, вступая с ними в реакции в качестве окислителя.

Кислород имеет вторую (после фтора) электроотрицательность в шкале Полинга. Поэтому в подавляющем большинстве своих соединений с другими элементами кислород имеет отрицательную степень окисления. Более сильным окислителем, чем кислород, является только его сосед по периоду – фтор. Поэтому соединения кислорода с фтором – единственные, где кислород имеет положительную степень окисления.

Итак, кислород – второй по силе окислитель среди всех элементов Периодической системы. С этим связано большинство его важнейших химических свойств.
С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород — окислитель.

Кислород легко реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами:

4Li + O 2 → 2Li 2 O,

2K + O 2 → K 2 O 2 ,

2Ca + O 2 → 2CaO,

2Na + O 2 → Na 2 O 2 ,

2K + 2O 2 → K 2 O 4

Мелкий порошок железа (так называемого пирофорного железа) самовоспламеняется на воздухе, образуя Fe 2 O 3 , а стальная проволока горит в кислороде, если ее заранее раскалить:

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO

С неметаллами (серой, графитом, водородом, фосфором и др.) кислород реагирует при нагревании:

S + O 2 → SO 2 ,

C + O 2 → CO 2 ,

2H 2 + O 2 → H 2 O,

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 ,

Si + O 2 → SiO 2 , и т.д

Почти все реакции с участием кислорода O 2 экзотермичны, за редким исключением, например:

N 2 + O 2 → 2NO – Q

Эта реакция протекает при температуре выше 1200 o C или в электрическом разряде.

Кислород способен окислить сложные вещества, например:

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (избыток кислорода),

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O (недостаток кислорода),

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (без катализатора),

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (в присутствии катализатора Pt),

CH 4 (метан) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O,

4FeS 2 (пирит) + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 .

Известны соединения, содержащие катион диоксигенила O 2 + , например, O 2 + — (успешный синтез этого соединения побудил Н. Бартлетта попытаться получить соединения инертных газов).

Озон

Озон химически более активен, чем кислород O 2 . Так, озон окисляет иодид - ионы I — в растворе Kl:

O 3 + 2Kl + H 2 O = I 2 + O 2 + 2KOH

Озон сильно ядовит, его ядовитые свойства сильнее, чем, например, у сероводорода. Однако в природе озон, содержащийся в высоких слоях атмосферы, выполняет роль защитника всего живого на Земле от губительного ультрафиолетового излучения солнца. Тонкий озоновый слой поглощает это излучение, и оно не достигает поверхности Земли. Наблюдаются значительные колебания в толщине и протяженности этого слоя с течением времени (так называемые озоновые дыры) причины таких колебаний пока не выяснены.

Применение кислорода O 2: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных химических производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива (жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов.

Применение озона О 3: для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.

Fe 2 O 3 (a-Fe 2 O 3)

Греч, «гэматос» - кровь (минерал якобы останавливает кровь) Синонимы: железный блеск, спеку-лярит, железная слюдка, красный железняк

Химический состав. Железо (Fe) 70%, кислород (О) 30%; в титаногематите присутствует примесь титана; в несущественных количествах в химический состав мо­жет входить также вода (гидрогематит).

Цвет. Грубокристаллические разности железно-черные до стально-серых, а плотные разности (красная стек­лянная голова) стально-серые до ярко-красных.

Блеск. Металлический, полуметаллический, реже туск­лый, землистый.

Прозрачность. В тонких пластинках просвечивает тем­но-красным.

Черта. Вишнево-красная, буро-красная. Твердость. 6,5.

Плотнесть. |,9-5,3.

Излом. Расслаивается на чешуйки.

Сингония. Тригопальная.

Форма кристаллов. Часто пластинчатые, ромбоэдриче­ские и таблитчатые кристаллы.

Кристаллографическая структура. Аналогична структу­ре корунда.

Класс симметрии. Дитригоналыю-скаленоэдрический.

Отношение осей, с/а =1,366.

Спайность. Отсутствует.

Агрегаты. Листоватые, зернистые, чешуйчатые, плотные, скрытокристаллйческие, натечные, .почковидные (крас-иая стеклянная голова), землистые (гидрогематит), оолитовые (икряной камень, гороховая |руда - желез­ные оолиты). П. тр. Не плавится.

Поведение в кислотах. Медленно разлагается в НС1.

Сопутствующие минералы. Кварц, пирит, магнетит, мартит, карбонаты, хлорит.

Сходные минералы. Ильменит, магнетит, хромиты, франклинит, киноварь.

Практическое значение. Гематитовые руды являются важнейшими рудами железа, мировые запасы которых исчисляются миллиардами тонн.

Происхождение. Разновидности гематита образуются в различных условиях: 1) пневматолитовым путем - че­шуйчатый железный блеск, часто встречающийся в оловорудных месторождениях; 2) как продукт вулканиче­ских возгонов в кратерах вулканов и в лавах - в виде таблитчатых выделений; 3) пневматолитово-гидротер-мальным или контактово-метасоматическим путем - в виде друз или плотных масс; 4) гидротермальным пу­тем - в виде друз; 5) при морских извержениях - в ви­де плотных сплошных масс красного железняка; 6) .региональный метаморфизм приводит к образованию гематитовых кварцитов, магнетит-гематитовых кварци­тов, гематитовых сланцев.

Месторождения. Зльбингероде, Браунезумпф и другие месторождения в Гарце, Шлейз и другие месторожде­ния в Тюрингенском Лесу, многочисленные месторож­дения Рудных гор, землистые руды, сложенные красным железняком (комплексные руды), содержащие также минералы никеля и хрома возле Хоэнштейн-Эрнстталя, Вальдгейма, Бёригена, и другие месторождения в сак­сонских Гранулитовых горах (ГДР). Всемирно извест­ные месторождения о. Эльба; гематит-магнетитовые ру­ды Кривого Рога, Курской магнитной аномалии и др. (СССР); оз. Верхнее (США, Канада); гематитовые сланцы (итабириты) в шт. Минас-Жерайс (Бразилия); крупные месторождения, расположенные в различных районах Африки, и другие месторождения различных районов мира.

Железную руду человек начал добывать еще в конце II тысячелетия до нашей эры, уже тогда определив для себя преимущества железа по сравнению с камнем. С тех времен люди стали различать виды железных руд, хотя они еще не имели тех названий, что сегодня.

В природе железо - один из самых распространенных элементов, и в земной коре его содержится по разным данным от четырех до пяти процентов. Это четвертое место по содержанию после кислорода, кремния и алюминия.

Железо представлено не в чистом виде, оно в большем или меньшем количестве содержится в разного вида горных породах. И если по расчетам специалистов добывать железо из такой породы целесообразно и выгодно экономически, ее называют железной рудой.

За последние несколько столетий, на протяжении которых очень активно выплавляется сталь и чугун, железные руды истощаются - ведь металла требуется все больше и больше. Например, если в XVIII веке, на заре промышленной эры руды могли содержать и 65% железа, то сейчас нормальным считается содержание в руде 15 процентов элемента.

Из чего состоит железная руда.

В состав руды входит рудный и рудообразующий минералы, различные примеси и пустая порода. Соотношение этих составляющих отличается от месторождения к месторождению.

Рудный материал содержит главную массу железа, а пустая порода - это минеральные отложения, содержащие железо в очень малых количествах или не содержащие вовсе.

Оксиды, силикаты и карбонаты железа - самые часто встречающиеся рудные минералы железных руд.

Виды железной руды по содержанию железа и по местообразованию.

• С низким содержанием железа или сепарированную железную руду, ниже 20%
• Со средним содержанием железа или аглоруду
• Железосодержащая масса или окатыши - породы с высоким содержанием железа, выше 55%

Железные руды могут быть линейными - то есть залегающие в местах разломов и изгибов земной коры. Именно они наиболее богаты железом и содержат мало фосфора и серы.

Другой вид железных руд - плоскоподобные, которые содержатся на поверхности железосодержащих кварцитов.

Красные, бурые, желтые, черные железняки.

Самым распространенным видом руды является красный железняк, который образуется безводным оксидом железа гематитом, имеющим химическую формулу Fe 2 O 3 . В гематите содержится очень высокий процент железа (до 70 процентов) и мало посторонних примесей, в частности серы и фосфора.

Красные железняки могут находиться в разном физическом состоянии - от плотного до пылевого.

Бурый железняк - это водная окись железа Fe 2 O 3 *nH 2 O. Число n может изменяться в зависимости от основы, составляющей руду. Чаще всего это лимониты. Бурые железняки, в отличие от красных, содержат меньше железа - 25-50 процентов. Их структура рыхлая, пористая, а в руде много других элементов, среди которых - фосфор и марганец. В бурых железняках содержится много адсорбированной влаги, пустая же порода - глинистая. Свое название этот вид руды получил из-за характерного бурого или желтоватого цвета.

Но несмотря на довольно низкое содержание железа, из-за легкой восстановимости перерабатывать такую руду легко. Из них часто выплавляют высокачественный чугун.

Бурый железняк чаще всего нуждается в обогащении.

Магнитными рудами называют те, которые образованы магнетитом, являющимся магнитным оксидом железа Fe 3 O 4. Название подсказывает, что эти руды имеют магнитные свойства, которые утрачиваются при нагревании.

Магнитные железняки реже встречаются, чем красные. Но железа в них может содержаться даже свыше 70 процентов.

По своей структуре он может быть плотным и зернистым, может выглядеть как кристаллы, вкрапленные в породу. Цвет магнетита - черно-синий.

Еще один вид руды, который называется шпатовым железняком. Ее рудосодержащей составляющей является карбонат железа с химическим составом FeCO 3 под названием сидерит. Другое название - глинистый железняк - это если в руде содержится значительное количество глины.

Шпатовые и глинистые железняки встречаются в природе реже других руд и содержат относительно немного железа и много пустой породы. Сидериты могут преобразовываться в бурые железняки под влиянием кислорода, влаги и осадков. Поэтому залежи выглядят так: в верхних слоях это бурый железняк, а в нижних - шпатовый железняк.

Группы окислов и гидроокислов представляют собой соединения элементов с кислородом, в гидроокислах присутствует гидроксил или , или и другое вместе. Окислы слагают около 17% от веса земной коры. Их общее количество - около 200 минералов. Наиболее распространены окислы и кремния (12,6%) и железа (4%). Наибольшее развитие среди остальных имеют окислы и алюминия, марганца, титана и хрома. Среди окислов выделяют простые и сложные. В простых окислах соотношение между катионами и анионами изменяется от 2: 1 до 1:2 (R 2 O, R 2 O 3 , RO 2). Для сложных окислов характерны двойные соединения типа RO R 2 O 3 .
Для минералов данной группы преобладает ионный тип химической связи. Кристаллохимические структуры характеризуются обычно тетраэдрической или октаэдрической группировкой кислорода и гидроксильных групп. Катионы находятся, таким образом, в четверном или шестерном окружении кислорода. Следует отметить, что двухвалентные ионы кислорода и одновалентные ионы гидроксила имеют почти одинаковые размеры (О 2- 1,32 Å, ОН — 1,33 Å).

Окислы и различного происхождения, но большинство из них возникло при экзогенных процессах в верхних частях земной коры. Ряд эндогенных минералов в поверхностных условиях разлагается и переходит в окислы и гидроокислы. Некоторые окислы, благодаря своей устойчивости в окислительной обстановке и большой твердости, накапливаются в россыпях ( , ).
Ниже рассматриваются наиболее распространенные и важные в промышленном отношении окислы и гидроокислы кремния, железа, алюминия, марганца, титана, хрома и олова.

Окислы и гидроокислы кремния

Кварц SiО2

Образует две модификации: α-кварц - низкотемпературный, устойчивый до 573° С, пригональной сингонии и β-кварц - высокотемпературный, устойчивый в пределах 573 -867° С, гексагональной сингонии. В природе наиболее распространен α-кварц. Последующее описание относится к этой низкотемпературной
разности, называемой в дальнейшем просто кварцем.
Химический состав: Si-46,7%, О - 53,3%. Твердость 7. Уд. вес 2,65. Морфология. Зернистые и кристаллические агрегаты, кристаллы, друзы, щетки, жеоды. Формы граней весьма разнообразны. Характерны грани призмы, тригональной дипирамиды, три-гонального трапецоэдра. Размеры кристаллов бывают весьма разнообразны: от микроскопических выделений до кристаллов-гигантов. Так, в Казахстане в 1961 г. был найден кристалл весом в 70 т, размером с двухэтажный дом.

Рис. 54 Друза кристаллов мориона

По периметру он оброс кристаллами длиной в 1 м. Кристалл кварца показан на рис. 54, а также см. рис. 3, 11, 23. Нередко наблюдаются двойники, сростки (см. рис. 31). Спайность весьма несовершенная. И з л о м раковистый, неровный. Блеск стеклянный (на гранях) до алмазного, жирный, матовый (на изломе). Прозрачен. Цвет. Бесцветен. Окраска обусловлена наличием механических включений, дефектами В решетке, облучением. Молочно-белый, серый, фиолетовый, дымчатый, черный, синий, розовый, зеленый, бурый, желтый и др. Черта. Бесцветная. Разновидности. Горный хрусталь (прозрачный). Аметист (фиолетовый). Дымчатый (раухтопаз). Морион (буро-черный). Цитрин (желтый). Розовый . Молочный . Празем (зеленый). Сагенит (волосатик) - кварц с включением игольчатых выделений рутила. Особые свойства.

Пропускает ультрафиолетовые лучи. Обладает свойством пьезоэлектризации: при механическом воздействии в нем возникают электрические заряды. Диамагнитен. С кислотами не реагирует, за исключением HF. Стоек к выветриванию: разрушается только механически и образует россыпи кварцевых песков. Часто имеет поперечную штриховку на гранях. Происхождение. Возникает в самых различных условиях: магматический (в изверженных горных породах), пегматитовый (в пегматитах), гидротермальный (жильный кварц), в метаморфических и осадочных породах. . Характерен для кислых и средних изверженных пород в ассоциации с полевыми шпатами, слюдой, роговой обманкой. В гидротермальных жилах выделяется с золотом, разнообразным сульфидами, вольфрамитом, касситеритом, топазом, бериллом, кальцитом, баритом и др. Месторождения. Горный хрусталь добывается на Урале, Алдане, Памире. Аметист - на Урале, Кольском полуострове, в Забайкалье, на Украине. Кварцевые разраба-Рис. 55. Прожилок халцедона в разрабатываются во многих районах страны. Зарубежом горный хрусталь добывается в Швейцарских Альпах, в Бразилии, на Мадагаскаре, аметист - в Уругвае. Значение. Для получения кремния. В стекловарении, огнеупорной и химической промышленности. При производстве фарфора и фаянса. В пьезо- и радиотехнике. В строительстве (), в абразивной промышленности. Ювелирное дело.

Халцедон - SiО2

Окрытокристалличеокая разновидность кварца. Твердость 7-8. Уд. вес 2,5-2,6. Морфология. Сплошные массы, натечные, почковидные, сталактитоподобные образования (рис. 55). Под микроскопом обнаруживает параллельно или радиаль-но-волокнистое, а также сферолитоподобное строение агрегатоз. Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Просвечивает. Блеск восковой, матовый. Цвет белый, серый, голубоватый, желтоватый, коричневатый и др. Черта бесцветная. Разновидное т и. Сердолик или карнеол - желто-красный, красный, восково-желтый. Сапфирин- голубовато-серый. Хризопраз - яблочно-зеленый.

Гелиотроп - зеленый с красными пятнами. Агат - полосчатый, красивой окраски разных цветов. Оникс - ленточно-полосатый разной окраски. Яшма - кремнистая плотная порода, главная часть которой слагается халцедоном и кварцем с различными примесями. Кремень - халцедон, сильно загрязненный примесями песка и глины. Происхождение. Гидротермальное. Экзогенное - при выветривании силикатов, в процессе диагенеза. . Ассоциируете кварцем, кальцитом, опалом. Месторождения. Грузия, Крым (Кара-Даг), Восточная Сибирь, Забайкалье (агаты, сердолики), Бразилия, Индия, Уругвай, ФРГ. Значение. Абразивный материал. Поделочный камень. Для изготовления ступок, опорных призм, подпятников в приборах.

Опал - SiО 2 х2H 2 О

Содержание SiO 2 достигает 98- 99%, воды -от 1 до 4%, редко -13-20% Примеси - , . Аморфен. Твердость 5-6. Удельный вес 1,9-2,3. Морфология. Натечные массы, желваки, конкреции, корки, оолиты, иногда землистые агрегаты, псевдоморфозы по различным минералам, животным и растительным остаткам (рис. 56). Спайность отсутствует. Излом раковистый;! Блеск восковой, матовый. Цвет белый, желтый, бурый, зеленый, голубой и др. Черта белая. Разновидности Огненный (красный до медово-желтого). Благородный опал- обнаруживает игру цветов опалесценцию. Отменяющий - псевдоморфозы по органическим остаткам, дереву и др. Молочный - молочно-белого цвета, полупрозрачен. Особые свойства. Обладает опалесценцией (радужной игрой цветов). Диэлектрик. Иногда люминесцирует.

Рис. 56. Псевдоморфоза опала по дереву

Происхождение. Гидротермальное. Экзогенное, в частности биогенное. Опал - главная составная часть кремнистых осадочных пород: опок, трепелов, диатомитов и др. . Ассоциирует с халцедоном, кальцитом, кварцем, киноварью. Месторождения. Опалсодержащие породы пользуются широким распространением в меловых и третичных отложениях нашей страны. Благородные опалы добываются в Австралии, Чехословакии, Венгрии. В СНГ: Урал, Алтай, Забайкалье. Значение. Благородный опал используется как поделочный камень, полудрагоценный камень. Диатомиты и трепела широко используются в красочной, химической и керамической промышленности, в производстве динамита, в качестве отбеливающего материала, для поглотителей, фильтров для тепло- и звукоизоляции.

Окислы и гидроокислы железа

Гематит (красный железняк) - Fe2О3

Название происходит от греческого слова «эматитес» - кровавый камень. Xимический состав: Fe2О3- 100% (Fe - 69,94%). тригональная. Твердость 5-6. У д. вес 5,2. Морфология. Землистые, чешуйчатые, зернистые агрегаты. Натечные, почковидные оолитовые массы. Кристаллы и их сростки (см. рис. 25,1)f Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический, полуметаллический, матовый. В тонких осколках иногда просвечивает кроваво-красным цветом. Цвет кристаллических разновидностей стально-серый до черного, скрытокристалличеоких и землистых - матово-красный и ярко-красный. Черта вишнево-красная. Разновидности. Гидрогематит - тонкокристаллический , содержащий до 8% воды. Железный блеск - кристаллические выделения черного цвета. Железная слюдка - чешуйчатые выделения. Красный железняк- тонко- или скрытокристаллические разности красного цвета. Особые свойства - проводник электричества, .не магнитен, растворяется в концентрированной соляной кислоте, имеет вишнево-красную черту. Иногда - синяя побежалость.

Происхождение. Кон-тактово-метасоматическое (в скарнах). Гидротермальное. Метаморфическое - при метаморфизме бурых железняков. Парагенезис. , кварц, (скарны). , кварц, сидерит, (гидротермальные месторождения). Магнетит, силлиманит (во вторичных кварцитах). Месторождения. Кривой Рог, Казахстан, Курская магнитная аномалия, Грузия, Верхнее озеро (США), Бразилия. Значение, Важнейшая железная руда. Красная краска.

Гётит (онегит) - FeOOH

Название дано в честь И. В. Гёте. Первоначально был назван по месту находки на Волк-острове (на Онежском озере)-онегитом. Однако

Рис. 57. Жеоды гидрогетита

это название в литературе не привилось. В течение длительного периода природные бурые образования гидроокислов железа с предполагавшейся формулой Fe 2 О 3 X nH 2 O относились к лимониту. Однако тщательные исследования показали, что на самом деле лимониты представляют собой гидрогётит или смеси гидрогетита, гё-тита, лепидокрокита и гидрогематита. Обычно в этой смеси преобладает гидрогётит, т. е. с избыточным содержанием воды. Химический -состав: Fe 2 O 3 - 89,86%, Н 2 O- 10,14% (Fe- 62,86%). В решетку частично входит . Обычны примеси кремния, кальция, магния, фосфора, серы, хрома, марганца. ромбическая. Твердость 5-5,5. Уд. вес 4,2. Мор-фология. Сплошные, пористые, ноздреватые массы. Жеоды, почковидные, сталактитовые, оолитовые образования (рис 57 и 58), Редко кристаллы - игольчатые, волокнистые, столбчатые, иногда пластинки и чешуйки. Спайность совершенная, излом неровный, занозистый. Блеск полуметаллический, матовый, шелковистый (волокнистые разности). В тонких сколах просвечивает. Цвет темно-бурый, черный, желтовато-бурый. Черта желтовато-бурая. Разновидности. Гидро-гётит-скрытокристаллические выделения с избыточной водой.

Рис. 58. Конкреция (диаметр 4 см) в оолиты гидрогетита

Часто называется лимонитом или бурым железняком. Особые свойства. Парамагнитен (слабо магнитен). Хрупок. Обладает нередко на поверхности натечных агрегатов золотистой или радужной побежалостью. Происхождение. Образуется в экзогенных условиях за счет окисления и разложения железосодержащих минералов: сульфидов, карбонатов, силикатов и др. Значительные массы бурого железняка возникают в зонах окисления сульфидных месторождений, образуя железные шляпы, состоящие из гётита, гидрогетита, гидрогематита и других вторичных минералов. В виде кристаллов иногда встречается и как эндогенный минерал. Парагенезис. Наблюдается в ассоциации с гидрогётитом, гидрогематитом, гематитом, бёмитом. Месторождения. Орско-Халиловское, Бакальское, Полетаевское (Урал), Керчь (Крым), Липецкое, Кривой Рог. Франция, США, Куба, Чехословакия. Значение. Железная руда.

Магнетит (магнитный железняк) - FeFe 2 О 4

Относится к сложным окислам. Химический состав: Fe - 31,03%, Fe 2 О 3 -68,97% (Fe до 72,4%). Обычно содержит изоморфные примеси титана, ванадия, марганца, магния, алюминия, хрома и др. кубическая. Твердость 5,5-6. Уд. вес 4,8-5,3. Морфология. Зернистые массы, вкрапления в основных изверженных породах. Кристаллы, друзы. Кристаллы обычно октаэдрического, реже додекаэдрического облика (см. рис. 22,5, 4). Иногда двойники. Спайность отеутст вует. Излом неровный. Блеск металлический, матовый. Цвет железно-черный. Черта черная. Разновидности. Титаномагнетит (TiО 2 до 27%). магнетит (Сr 2 О 3 до 12%). Особые свойства Сильно магнитен. Хрупок. Иногда с синеватой побежалостью на гранях кристаллов. Наблюдается штриховка, параллельная длинной диагонали ромбов (для ромбододекаэдров).

Происхождение, парагенезис. Магматическое (в основных породах в ассоциации с ильменитом, апатитом, халькопиритом). Метасоматическое (с апатитом, пироксеном, гранатом, амфиболами, пиритом, гематитом). Гидротермальное - в качестве спутника пирротина, пирита, халькопирита, сфалерита, гематита. Метаморфическое - железистые кварциты. Месторождения. Кусинское, Кочконарское, горы Высокая, Благодать, Магнитная (Урал), Кривой Рог, КМА, Соколовское, Сарбайское (Казахстан) и др. За границей: США (Верхнее озеро), Румыния, Швеция, Ю. Африка. Значение. Важнейшая руда на .

Окислы и гидроокислы алюминия

Корунд - Аl 2 О 3

Химический состав: Аl 2 O з - 100% (Аl - 52,91%). Содержит примеси хрома, железа, титана, марганца, никеля, ванадия и др. Сингония тригональная. Твердость 9. Уд. вес 4. Морфология. Мелкозернистые агрегаты. Кристаллы дипира-мидальные, боченкообразные, призматические (см. рис. 25,6). Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Блеск алмазный, стеклянный, металлический (для наждака). Прозрачен или просвечивает в тонких осколках. Цвет. Обычно синеватый, желто-серый, а также - коричневый, красный, зеленый, черный, фиолетовый. Бесцветный - при отсутствии примесей. Разновидности. Рубин (красный). Сапфир (синий). Наждак - зернистая корундовая порода с примесью гематита, магнетита и других минералов. Особые свойства. Хрупок. Нерастворим в кислотах. После алмаза обладает самой большой твердостью среди минералов.

Происхождение и парагенезис. Магматическое и пегматитовое в связи со щелочной магмой в ассоциации с полевыми шпатами, биотитом, мусковитом, гранатом. Гидротермально-метасоматическое- во вторичных кварцитах в ассоциации с андалузитом, мусковитом, кварцем, диаспором, гематитом, рутилом и др. Метаморфическое (с дистеном, мусковитом, силлиманитом). Накапливается также в россыпях. Месторождения. Казахстан, Украина, Якутия, Урал, Индия, Бирма, Афганистан, Шри Ланка (главным образом - рубины и сапфиры). Значение. Абразивный и огнеупорный материал. Прозрачные и окрашенные разновидности применяются в приборостроении, часовом деле, в ювелирной промышленности.

Гидраргиллит (гиббсит) -Аl(ОН)3

Название происходит от двух греческих слов: «гидро» - , «аргиллос» - белая глина. Xимический состав: Al 2 O 3 - 65,35% (Аl -34,6%), Н 2 О - 34,65%. Сингония моноклинная. Твердость 2,5-3. Уд. вес 2,4. Морфология. Землистые, натечные агрегаты, фарфоровидные массы, мелкие кристаллики, тонкодисперсные частицы. Кристаллы таблитчатые, реже- столбчатые. Спайность весьма совершенная. Блеск стеклянный, перламутровый. Прозрачен или просвечивает. Цвет белый, бесцветный, сероватый, розоватый, зеленовато-белый. Черта белая. Особые свойства. Спайные листочки упруги. От капли спиртового раствора ализарина порошок становится ярко-розовым.

Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне гипергенеза как экзогенный минерал в бокситах и латеритах в ассоциации с диаспором, каолинитом, окислами и гидроокислами железа. В коре выветривания образуется за счет изменения хлоритов, оливина, полевых шпатов, нефелина, каолинита и др. Встречается так же, как низкотемпературный гидротермальный минерал. Месторождения. Совместно с диаспором встречается в месторождениях боксита (Тихвинское, Ленинградская обл., Урал, Казахстан, Зап. Сибирь). Значение. Для получения окиси алюминия.

Диаспор - АlOОН

Назван от греческого слова «диаспора» - расстояние, вследствие распада минерала на мелкие куски при нагревании. Химический состав: Аl 2 O 3 -84,99% (Аl -44,98%), Н 2 О -15,01%. Сингония ромбическая. Твердость 6,5-7. Уд. вес 3,3- 3,5. Морфология. Листоватые, чешуйчатые, волокнистые, натечные образования. Метаколлоидные массы. Изредка кристаллы таблитчатого, столбчатого или игольчатого вида. Спайность совершенная. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет желтовато-бурый, белый, зеленоватый, серый, розовый, светло-фиолетовый.

Черта белая. Разновидности. Полиморфной разновидностью диаспора является бёмит. Это пример диморфизма. Бёмит назван в честь немецкого химика И. Бёма, открывшего и описавшего его под названием боксита. Бёмит четко, отличается от диаспора при рентгеноструктурном анализе. По физическим свойствам очень с ним схож. Отличается только твердостью (3,5- 4). В качестве разновидностей выделяют также железо-марганец-и хромсодержащий . Особые свойства. Очень хрупок. Диэлектрик. В пробирке при прокаливании распадается на мелкие белые чешуйки. Происхождение и парагенезис. В виде тонко-чешуйчатых агрегатов встречается в экзогенных месторождениях бокситов в парагенезисе с гидраргиллитом, бёмитом и другими минералами. Встречается в метаморфических породах с корундом, наждаком, серицитом, каолинитом, пиритом, топазом. Иногда гидротермального происхождения. Месторождения. Урал, Узбекистан, Казахстан, Кавказ, США, Венгрия, Япония, Греция. Значение. В составе бокситов (см. рис. 50) вместе с гидраргиллитом и бёмитом используется для получения алюминия.

Окислы и гидроокислы марганца

Пиролюзит - МnO 2

Название происходит от двух слов греческого происхождения: «пир» - огонь, «лойсис» - мытье. Минерал использовался для обесцвечивания стекла. Химический состав: ,МnO 2 - 100% (Мn - 63,19%). Содержание адсорбционной и капиллярной воды достигает иногда нескольких процентов. Примеси- , щелочные . Сингония тетрагональная. Твердость 6-6,5 (для кристаллов), 1-2 (для землистых разностей). Уд. вес 5. Морфология. Землистые, сажистые, сплошные кристаллические и скрытокристаллические массы. Дендриты. Оолиты. Корки. Конкреции. Иногда лучистые и зернистые агрегаты. Кристаллы длинно- и короткопризматические. Спайность совершенная. Излом неровный, землистый. Блеск металлический, матовый. Цвет темно-стально-черный (в агрегатах), стально-серый (на кристаллах). Черта черная, синевато-черная Особые свойства. Хрупок. Иногда дает синеватую побежалость. При сплавлении с содой образует массу зеленого цвета. В концентрированной соляной кислоте растворяется с выделением хлора.

Происхождение и парагенезис. Возникает главным образом при процессах гипергенеза (в экзогенных условиях). Большие массы отлагались в различные геологические эпохи в прибрежных частях морей и озер при доступе кислорода. Ассоциирует с псиломеланом, манганитом, опалом, халцедоном, минералами глин. В зоне выветривания возникает за счет разрушения марганецсодержащих минералов. Здесь характерна его ассоциация с гидрогётитом, опалом, глинистыми минералами. Месторождения. Чиатура (Грузия), Никополь (УССР), Индия, Чехословакия, ЮАР. Значение. Важнейшая руда на .

Псиломелан (черная стеклянная голова, вад)

Название происходит от характера поверхности и цвета: греч. «спсилос» - гладкий, «меланос» - черный. Собирательное название для богатых марганцевых руд, сложенных рядом марганецсодержащих минералов. Формула собственно псиломелана имеет следующий примерный состав: mМmО nМnO 2 рН 2 O. Содержание Мn02 составляет 60-80%, МnО - 7-20%, Н 2 O - 4-6%. В состав входят: : , и др. Сингония ромбическая. Твердость 5-6 (у землистых разностей меньше). Уд. вес 4-4,5. Морфология. Землистые и плотные тонкокристаллические агрегаты, иногда натеки, конкреции, оолиты, дендриты. Блеск полуметаллический, матовый. Непрозрачен. Цвет железно-черный, черный. Черта коричневато-черная, черная. Особые свойства. Хрупок. Легко растворяется в соляной кислоте с выделением хлора. Горячий раствор псиломелана в смеси серной кислоты и воды (равные количества) окрашивается в розовый или розовато-фиолетовый цвет (реакция Фаддеева). Этой реакцией отличается от пиролюзита, который реакции не дает. Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне окисления месторождений марганцевых руд в экзогенных условиях в ассоциации с пиролюзитом, гётитом и др. Встречается в месторождениях осадочного происхождения в виде конкреций, плотных прослоек и оолитов. Месторождения. Чиатура, Никополь, Индия, США. Значение. Руда на .

Окислы титана

Рутил - ТiO 2

Название произошло от латинского слова «рутилус» - красноватый. Химический состав: ТiO 2 -100% (титана 59,95%). Часто содержит примеси железа, ниобия (до 5%), тантала, ванадия и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6-6,5. Уд. вес 4,2-4,4. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты. Кристаллы имеют призматический, столбчатый и игольчатый облик (см. рис. 24,4). Нередки коленчатые и сердцевидные двойники и тройники. Спайность совершенная. Излом раковистый. Блеск металловидный, алмазный. В тонких сколах прозрачен. Цвет красновато-бурый, красный, бурый, желтый, синеватый, фиолетовый, зеленый, черный. Черта желтая до светло-коричневой. Разновидности. Нигрин - железосодержащий черного цвета (Fe 2 O 3 до 11%). Сагенит - игольчатый в кварце, слюдах и др. Особые свойства. Хрупок. Грани кристаллов часто покрыты вертикальной штриховкой или бороздками и бугорками. Нерастворим в кислотах. Происхождение и парагенезис. Возникает в различных условиях. В пегматитах, связанных с основными породами. Метаморфическое - в кварцитах, гнейсах, сланцах, в ассоциации с хлоритом, тальком, серицитом. Гидротермальное-с кварцем, ильменитом, магнетитом, гематитом, иногда - с корундом. В россыпях. Месторождения. Урал, Казахстан, Мадагаскар, Норвегия. Значение. Руда на .

Ильменит (титанистый железняк)-FeTiO 3

Назван по местности - Ильменским горам на Урале. Минерал относится к сложным окислам. Химический состав: FeO - 47,34%, ТiO 2 - 52,66%. Состав непостоянен. Содержатся примеси Fe2O3, магния и марганца, а также ниобия и др. Сингония тригональная. Твердость 5-6. Уд. вес 4,6-4,8. Морфология. Плотные образования неправильной формы. Зерна таблитчатые, кристаллы от мелких до крупных (до нескольких десятков сантиметров). Формы кристаллов - толсто-таблитчатые, пластинчатые (см. рис. 25,2). Спайность весьма несовершенная. Излом раковистый. Блеск металлический, полуметаллический. Непрозрачен. В очень тонких сколах просвечивает красно-бурым цветом. Цвет железно-черный со стально-серым оттенком. Черта черная, буровато-черная. Разновидности. Пикро-ильменит (железо изоморфно замещается магнием, содержится MgTiО 3 более 20% или 9% и более MgO) - встречается в кимберлитах Якутии. Среди образцов горных пород, привезенных с Луны, установлены (ТiO 2 -54,2%, FeO-43,94%) и разновидность пикроильменита - гейкилито-ильменит (ТiO 2 - 56,3%, FeO - 32,39%, MgO - 9,63%). Особые свойства. Слабо магнитен. Порошок слабо растворяется в соляной кислоте. После кипячения порошка ильменита в серной кислоте, после охлаждения и добавления капли перекиси водорода наблюдается оранжево-желтое окрашивание. Происхождение и парагенезис. Магматическое - в основных изверженных породах образует жилы и вкрапленность и ассоциации с титаномагнетитом. В пегматитах щелочной магмы - в ассоциации с цирконом. Наблюдается в россыпях. Месторождения. Ильменские горы, Украина, Алтай, Кольский полуостров, Якутия, США, Канада, Франция. Значение. Руда для получения титана.

Окислы хрома

Хромит (хромистый железняк)-FeCr 2 O 4

Название дано по составу. Химический состав: FeO - 32,09%, Сr 2 O 3 - 67,91%. Присутствует изоморфные примеси магния, цинка и алюминия. Содержание магния, железа, алюминия и хрома может значительно варьировать. Сингония кубическая. Твердость 5,5-7,5. Уд. вес 4,2-5,0. Морфология. Зернистые массы, вкрапленные округлые зерна, редко кристаллы октаэдрического облика (см. рис. 22,5). Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический до жирного. Цвет черный. Черта бурая. Происхождение и парагенезис. Магматическое, в связи с утльтраосновными породами в ассоциации с оливином, магнетитом, платиной, гранатом и др. Месторождения. Урал, Казахстан, Закавказье, Куба, Ю. Родезия, Югославия. Значение. Основная руда для получения хрома.

Окислы олова

Касситерит (оловянный камень) - SnO 2

Название происходит от греческого слова «касситерос» - . Химический состав: SnO 2 - 100% (Sn -78,77%). Содержит примеси железа, тантала, ниобия, титана, марганца, вольфрама и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6-7. Уд. вес 6,5-7,0. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты, еферолиты, иногда скрытокристаллические массы. Кристаллы дипирамидальные, призматические, часты двойники (см. рис. 24, 7, 8). Спайность несовершенная. Излом неровный, полураковистый. Блеск от алмазного до матового. Иногда металлический - на гранях. Цвет различный- от бесцветного до черного: бурый, коричневый, желтый, оранжевый, красный, серый, зеленый, белый. Черта белая, серая, желтая, бурая. Разновидности. Деревянистое - плотные полосчатые или конкреционные образования. Особые свойства. В катодных лучах светится зеленовато-желтым цветом. На гранях наблюдается штриховка. Характерна реакция на («оловянное зеркало»): кристаллы касситерита на нагретой цинковой пластинке при действии соляной кислотой покрываются металлическим оловом.

Происхождение и парагенезис. Пневматолитовое - связан с кислыми изверженными породами, грейзенами и пегматитами. Наблюдается с кварцем, мусковитом, альбитом, топазом, турмалином, флюоритом, тантало-ниобатами. Гидротермальное - в ассоциации с сульфидами, магнетитом, шеелитом, молибденитом, вольфрамитом, кварцем, топазом и др. Часто встречается в россыпях как устойчивый минерал. Месторождения. Восточные районы СНГ (Колыма, Приморье, Забайкалье), Средняя Азия, Казахстан, Боливия, Бирма, Малакка, ГДР, США. Значение. Важнейшая руда на олово.

ОТВЕТЫ

Задание № 1.

Юный химик составил список химических явлений, которые можно наблюдать на кухне:

а) гашение соды уксусом при приготовлении теста;

б) растворение сахара в воде;

д) плавание сливочного масла на горячей сковородке;

е) заваривание чая;

ж) засахаривание варенья.

Однако он включил в список физические явления. Укажите их.

Ответ: б) д) е) (8 б)

Задание №2

Внимательно прочитайте текст и подумайте, каким словом, из предложенного списка терминов, можно заменить пробелы в тексте, обозначенные номерами. Слова при этом можно изменять, ставить в нужном падеже и числе. Некоторые слова пригодятся несколько раз, другие, возможно, не потребуются ни разу. Перепишите текст, вставляя нужные слова.

Вода и кислород

Вода - широко распространённое …(1) на Земле. В лабораториях применяется дистиллированная вода, это чистое …(2) , так как из нее удалены все примеси. В отличие от дистиллированной воды, водопроводная вода, речная или морская вода это …(3), так как они содержат в себе другие вещества.

Мельчайшая частичка воды называется …(4), и состоит из двух …(5) водорода и одного …(6) кислорода. Таким образом, вода состоит из двух химических …(7) - водорода и кислорода, поэтому она является...(8) веществом. Этим она отличается от вещества, необходимого для дыхания, кислорода. Молекула кислорода состоит из двух …(9) кислорода. Других химических …(10) в составе кислорода нет, поэтому кислород...(11) вещество. Кислород входит в состав воздуха, воздух это …(12) различных газов.

Список терминов: вещество, тело, смесь, соединение, атом, молекула, элемент, сложное, чистое, простое, грязное.

Ответ: 1-вещество; 2-вещество; 3- смесь; 4 – молекулой; 5- атомов; 6 – атома; 7- элементов; 8 – сложным; 9 – атомов; 10 – элементов; 11 – простое; 12 – смесь.

(12 б)

Задание №3

В природе железо образует ряд минералов. Это магнетит Fe3O4, гематит Fe2O3. В каком из минералов массовая доля железа наибольшая.

Ответ:

Определяем массовые доли железа в магнетите:

молекулярная масса Fe3O4 = 232

W1% (Fe) = 56*3/232*100%= 72,4% (Fe3O4);

Определяем массовые доли железа в лимоните:

W2% (Fe) = 56*2/160*100% =70% (Fe2O3).

Значит, в магнетите массовая доля железа больше, чем в лимоните.

Задание №4

Укажите химические формулы газов: азот , хлороводород, водород, аммиак , хлор, угарный газ, сероводород, углекислый газ. Какие из этих газов являются простыми веществами, оксидами, имеют окраску, характерный запах, ядовиты? Ответ оформите в виде таблицы, используя знаки «+» и «-».

Ответ:

(10 б)

Практическое задание № 1.

Вам выдана смесь следующих веществ: железо, сажа, поваренная соль, медь.

Предложите план разделения этих веществ.

Перечислите оборудование, необходимое для разделения этой смеси.

Ответ:

Потребуется магнит, стакан 100 мл, стеклянная палочка, фильтровальная бумага, воронка, вода.

1. Железо отделяем магнитом. (2 б)

2. Оставшуюся смесь поместим в воду – поваренная соль растворится, сажа будет на поверхности, а медь осядет. 2 (б)

3. Раствор профильтруем. Сажа останется на фильтре. 2 (б)

4.Фильтрат выпарим, это будет NaCl. 2 (б)

5. Потребуется: магнит, стакан 100 мл, стеклянная палочка, фильтровальная бумага, воронка, спиртовка, выпарительная чашка.

2Li+2H2O=2LiOH+H2

m(LiOH)=100*0,1=10г

n(Li)=10/7=1,4моль

n2(LiOH)=n(Li)=1,4моль

m2(LiOH)=1,4*24=33,6

m1(LiOH)+m2(LiOH)=43,6

n(H2)=1/2n (Li)=0,7моль

m(H2)=2*0,7=1,4г

m2(раствора)=m1(раствора)+m(Li)-m(H2)=100+10-1,4=108,6

W2(LiOH)=43,6/108,6=40%

Б-Любая щелочь

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4

CuSo4+2NaOH-CuO+Na2SO4+H2O

m(раствора ZnSO4)=5,38+92=37,38

m(ZnSO4)=97,38*0,0331=3,223

n(ZnSO4)=3,223/161=0,02МОЛЬ

n(ZnSO4*H2O)=n(ZnSO4)=0,02моль

M(ZnSO4*H2O)=m/n=5,38/0,02=269

n(H2O)m(H2O)/M(H2O)=108гр/18=6

Cu+NaOH - реакции нет

2Al+2NaOH+6H2O -> 2Na{Al(OH)4}+3H2

n(H2)=3,36:22,4=0,15

n(Al)=2/3n(H2)=0,15*2:3=0,1 моль

m(Al)=0,1*27=2,7г

m(Cu)=10-2,7=7,3г

1. К раствору 6,75 г смеси хлоридов меди (II) и цинка прибавили избыток раствора гидроксида натрия. Выпавший осадок отделили, прокалили и получили при этом 2 г сухого остатка. Определите процентный состав смеси.

2.Осуществите следующие превращения. В реакции №3 расставить коэффициенты методом электронного баланса, указать окислитель и восстановитель. Реакцию 5 запишите в полном ионном и сокращенном ионном виде. Определите неизвестные вещества Х1 и Х2.

NH3 →X1 →NO2 →X2 →Cu(NO3)2 →NaNO3 →O2

3. При взаимодействии 26,16 г бромэтана с металлическим натрием получено 2 л бутана (н. у.). Определите выход бутана в этой реакции Вюрца.

2 C2H5Br + 2 Na → C4H10 + 2 NaCl

2 моль 1 моль

109 г ∕ моль 22,4 л ∕ моль

nтеор (C2H5Br) = 26,16 ∕ 109 = 0,24 моль

n (C4H10) = 0,12 моль

Vтеор (C4H10) = 0,12 моль ∙ 22,4 л ∕ моль = 2,688 л

φ (C4H10) = 2 л: 2,688 л = 0,744 (74,4 %)

4. При сгорании 28 г смеси метана и этана получили 41,44 л углекислого газа (н. у.). Определите состав смеси углеводородов в массовых долях.

СН4+ 2 О2 = СО2 + 2 Н2О

2 С2Н6 + 7 О2 = 4 СО2 + 6 Н2О

Пусть масса метана в исходной смеси m (CH4) = x, тогда масса этана в смеси

m (C2H6) = (28-x) г.

По первому уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):

V1 (CO2) = 22,4x / 16 = 1,4 xл

По второму уравнению реакции объём образовавшегося оксида углерода (IV):

V2 (CO2) = 4 22,4 (28-x) / (2 30) = 1,493 (28 – x) л

Общий объём оксида углерода:

V (CO2) = V1(CO2) + V2 (CO2) = 1,4 x + 1,493 (28 - x) = 41,44 (л)

1,4 x + 41,804 – 1,493 x = 41,44; x = 4; следовательно,

m (CH4) в исходной смеси 4 г.

ω (СН4) = 4 / 28 100% = 14,3 %

ω (С2Н6) = 100% - 14,3 % = 85,7 %

5.Практическое задание

Такие задачи лучше решать табличным методом

Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2

2Na++CO32-+2H++2Cl-→2Na++2Cl-+H2O+CO2

Na2SO4+BaCl2→BaSO4↓+2NaCl

2Na++SO42-+Ba2++2Cl-→BaSO4↓+2Na++2Cl-

Na2CO3+BaCl2→BaСO3↓+2NaCl

2Na++CO32-+Ba2++2Cl-→BaCO3↓+2Na++2Cl-