Общие способы получения неметаллов кратко

Простые вещества-неметаллы, их состав, строение, общие свойства и способы получения

2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Неметаллы взаимодействуют с водородом. Эти реакции — окислительно-восстановительные (водород является восстановителем), экзотермические. Но характер их протекания зависит от условий. Так, например, кислород и хлор могут спокойно реагировать с водородом, а могут и со взрывом (см. учебник химии для 8 класса).

С водородом реагируют и другие неметаллы, например сера:

Поскольку в школьных условиях демонстрация этих реакций небезопасна, дадим их описание.

Демонстрационный опыт. Горение водорода в кислороде и в хлоре.

Если проверенный на чистоту водород поджечь у конца газоотводной трубки от прибора, в котором его получают, и внести пламя в сосуды (рис. 13), наполненные один кислородом, а другой хлором, то водород продолжает гореть в этих газах с изменением характера пламени. Если же поджечь смесь водорода и кислорода («гремучий газ») или смесь водорода и хлора, то их реакция происходит со взрывом (цепная реакция). В данном случае изменение условий повлекло за собой изменение характера взаимодействия, но продукты реакции в обоих случаях будут те же самые. В реакции с кислородом это вода, а с хлором образуется «туман», состоящий из капелек соляной кислоты:

3. Взаимодействие неметаллов с другими неметаллами. В этом случае неметаллы могут выступать в качестве как окислителей, так и восстановителей. Например, при взаимодействии с водородом сера — окислитель (см. свойство 2), а в реакции с хлором она — восстановитель:

Задание. Вы наблюдали, как сгорают в кислороде уголь и фосфор. Охарактеризуйте эти реакции и напишите их уравнения.

4. Взаимодействия неметаллов со сложными веществами. Со многими реакциями этого вида вы встречались при изучении процессов горения, химических свойств галогенов, серы и др. Приведем примеры:

Неметаллы как простые вещества взаимодействуют с металлами, с неметаллами и со сложными веществами. Эти реакции являются окислительно-восстановительными.

Общие способы получения неметаллов.

Неметаллы как простые вещества можно получить различными способами:

а) разложением сложных веществ:

б) вытеснением их из сложных веществ (реакция замещения):

Простые вещества-неметаллы • Состав и структура неметаллов • Аллотропия неметаллов • Химические свойства и способы получения неметаллов

Вопросы и задания

1. Приведите примеры простых веществ-неметаллов. Какое строение имеют их кристаллические решетки?

2. Что такое аллотропия? Приведите примеры аллотропии некоторых неметаллов.

3. Какого типа кристаллические решетки у неметаллов в твердом состоянии? Приведите примеры веществ с разными типами решеток, дайте сравнительную характеристику их физических свойств.

4. Перечислите основные химические свойства неметаллов. Какие общие признаки в их проявлении вы можете указать?

5. Предложите схему, обобщающую физические и химические свойства неметаллов и их связь со строением этих веществ.

Источник

Неметаллы

Неметаллы обычно обладают большим спектром степеней окисления в своих соединениях. Большее число электронов на внешнем энергетическом уровне по сравнению с металлами определяет их большую способность к присоединению электронов и проявлению высокой окислительной активности.

Нахождение неметаллов в природе

Неметаллы находятся в земной коре (в большинстве своем кислород и кремний — 76 % от массы земной коры а также As, Se, I, Te, но в очень незначительных количествах), в воздухе (азот и кислород) , в составе растительной массы (98,5 % — углерод, водород, кислород, сера, фосфор и азот), а также в основе массы человека (97,6 % — — углерод, водород, кислород, сера, фосфор и азот). Водород и гелий – входят в состав космических объектов, включая Солнце. Чаще всего в природе неметаллы встречаются в виде соединений.

Физические свойства неметаллов

Фтор, хлор, кислород, азот, водород и инертные газы представляют собой газообразные вещества, йод, астат, сера, селен, теллур, фосфор, мышьяк, углерод, кремний, бор –твёрдые вещества; бром -жидкость.

Положение неметаллов в Периодической системе Д.И. Менделеева

Если в Периодической системе мысленно провести диагональ от бериллия к астату, то в правом верхнем углу таблицы будут находиться элементы-неметаллы. Среди неметаллов есть s-элемент – водород; р-элементы бор; углерод, кремний; азот, фосфор, мышьяк, кислород, сера, селен, теллур, галогены и астат. Элементы VIII группы – инертные (благородные) газы, которые имеют полностью завершенный внешний энергетический уровень и их нельзя отнести ни к металлам, ни к неметаллам.

Неметаллы обладают высокими значениями сродства к электрону , электроотрицательность и окислительно-восстановительный потенциал.

Получение неметаллов

Многообразие неметаллов породило многообразие способов их получения, так водород получают, как лабораторными способами, например, взаимодействием металлов с кислотами (1), так и промышленными способами, например, конверсией метана (2).

CH₄ + H₂O = CO + 3H₂ ↑ (температура 900 С)

Получение галогенов осуществляют в основном, путем окисления галогеноводородных кислот:

Для получения кислорода используют реакции термического разложения сложных веществ:

Серу получают неполным окислением сероводорода (1) или по реакции Вакенродера (2):

Для получения азота используют реакцию разложения нитрита аммония:

Основной способ получения фосфора – из фосфата кальция:

Химические свойства неметаллов

Основные химические свойства неметаллов (общие для всех) – это:

— взаимодействие с металлами

— взаимодействие с другими неметаллами

Каждый неметалл обладает специфическими химическими свойствами, характерными только для него, которые подробно рассматривают при изучении каждого неметалла в отдельности.

Примеры решения задач

Задание	Осуществите ряд превращений S→H2S→SO2→SO3→H2SO4
Решение	S + H2 = H2S

Задание	Какой объем оксида углерода (IV) (н. у.) получится при разложении известняка массой 500 г, содержащего 20% примесей?
Решение	Запишем уравнение реакции:

Найдем массу чистого (без примесей) карбоната кальция:

m(CaCO₃) = 500 × (1-0,2) = 400 г

Найдем количество вещества CaCO₃ :

Источник

Общие способы получения неметаллов кратко

Ключевые слова конспекта : Ряд электроотрицательности. Неметаллы как окислители. Неметаллы как восстановители.

В предыдущем конспекте дана характеристика общих свойств металлов на основе электрохимического ряда напряжений металлов. Хотя неметаллов меньше, чем металлов, общие признаки у них выделить сложнее.

Физические свойства неметаллов.

Среди неметаллов — простых веществ имеются газы (фтор, хлор, кислород, озон, азот, водород), жидкость (бром), твёрдые вещества (йод, кремний, сера и др.). Цвет у неметаллов — простых веществ, также различен: тёмно-серый, почти фиолетовый (йод), красный (фосфор), жёлтый (сера), жёлто-зелёный (хлор) и т. д. Разнообразны температуры кипения и плавления неметаллов — простых веществ, например, графит начинает плавиться при 3800 °С, а азот закипает при –195,8 °С.

Такие различия обусловлены двумя типами кристаллических решёток, характерных для простых веществ, образованных элементами–неметаллами.

Химические свойства неметаллов.

Для неметаллов — простых веществ характерны как окислительные свойства (в реакциях с металлами и водородом), так и восстановительные (в реакциях с более электроотрицательными неметаллами и сложными веществами–окислителями).

Мы подошли к рассмотрению особого ряда — ряда электроотрицательности:

Положение элементов — неметаллов в этом ряду не только определяется их электроотрицательностыо, но и характеризует изменение окислительно-восстановительных свойств простых веществ, образованных ими.

1. Взаимодействие неметаллов с металлами было рассмотрено в предыдущем конспекте. Оно характеризует окислительные свойства неметаллов.
2. Неметаллы проявляют окислительные свойства по отношению к водороду или его соединениям, например, в реакциях, которые лежат в основе получения аммиака и соляной кислоты:
   
3. В реакциях с органическими соединениями неметаллы, образованные элементами с высокой электроотрицательностыо, также проявляют окислительные свойства. Например:
   
4. В реакциях со фтором и кислородом неметаллы проявляют восстановительные свойства, например, в реакциях горения неметаллов, которые имеют практическое значение для получения кислот и других ценных химических продуктов:
   S + O₂ = SO₂↑
   4Р + 5O₂ = 2Р₂О₅
5. В реакциях со сложными веществами — сильными окислителями неметаллы проявляют восстановительные свойства. Например, взаимодействие фосфора с бертолетовой солью составляет основу производства спичек: 6Р + 5КСlO₃ = 5КСl + 3Р₂O₅

Характеризуя окислительно–восстановительные свойства неметаллов в зависимости от их положения в ряду электроотрицательности, следует помнить, что этот ряд описывает не свойства простых веществ, а свойства химических элементов, т. е. атомов неметаллов.

Сравнительную активность неметаллов — простых веществ иллюстрирует ряд активности галогенов: F₂ > CI₂ > Вг₂ > I₂

Так, хлор вытесняет бром из растворов бромоводорода или бромида калия: Сl₂ + 2KBr = 2КСl + Вг₂

В свою очередь, бром способен вытеснять менее активный йод из растворов йодидов: Br₂ + 2KI = 2КВг + I₂

Химия неметаллов (таблица)

Конспект урока по химии «Неметаллы». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Глава III. Вещества и их свойства. Выберите дальнейшее действие:

Источник

Химические методы получения неметаллов

Химические методы получения неметаллов связаны с проведением окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых неметаллические химические элементы могут как повышать, так и понижать степень окисления.

Например, хлор Cl2 в промышленности получают путём электролиза раствора хлорида натрия NaCl. При пропускании постоянного электрического тока через раствор этого вещества, протекает химическая реакция:

Для того, чтобы получить кремний Si, в промышленности в электрических печах прокаливают смесь пескаSiO₂ с коксом C. При этом протекает химическая реакция:

Лабораторные способыполучения неметаллов также связаны с проведением окислительно-восстановительных реакций. Чаще всего это либо реакции разложения, либо реакции замещения.

Лабораторная работа. Получение кислорода и водорода.

1. Кислород O₂ в лабораторных условиях можно получить путём разложения пероксида водородаH₂O₂, перманганата калия или бертолетовой соли. Протекает реакция разложения:

2. Водород H₂ в лаборатории можно получить, используя цинк Zn и соляную кислоту HCl. Протекает реакция замещения:

Лабораторная работа.

Цель: изучить способ получения кислорода и водорода в лаборатории, выяснить как можно обнаружить эти газы.

Оборудование: штатив большой, изогнутая стеклянная трубка с пробкой, кусочек ваты, лучинка, , спиртовка, спички, стакан с водой.

Реактивы:, KMnO₄ –соль кристаллическая, соляная кислота, цинк, пероксид водорода, оксид марганца(IV)

Опыт1. Получение кислорода из перманганата калия.

Порядок действий:собрать прибор как на рисунке

Порядок действий: Осторожно нагрейте всю пробирку, а затем в месте расположения KMnO₄, до потрескивания вещества KMnO₄, проверьте наличие кислорода тлеющей лучинкой. Наблюдайте как горит лучинка в кислороде.

Допишите уравнение получения O₂:

Наблюдения: при нагревании соли KMnO₄ выделяется простое вещество ……………………..…….(О₂), которое можно обнаружить с помощью тлеющей лучинки. Лучинка загорается.

Опыт1. Получение кислорода из пероксида водорода.

Порядок действий: Осторожно налейте 5-6 мл пероксида водорода в пробирку всю пробирку, а затем туда же насыпьте оксида марганца(IV), проверьте наличие кислорода тлеющей лучинкой. Наблюдайте как горит лучинка в кислороде.

Допишите уравнение получения O₂:

Опыт1. Получение водорода.

Порядок действий:в пробирку поместите 1–2 гранулы цинка, прилейте около 3 мл раствора соляной кислоты; накройте пробирку воронкой широкой частью вниз, на носик воронки наденьте чистую пробирку. Подожгите спиртовку. Поднесите пробирку с полученным водородом к пламени спиртовки для обнаружения водорода. Запишите уравнение реакции получения водорода и наблюдения в тетрадь:

Наблюдения: 1) при взаимодействии цинка с соляной кислотой (HCl)появились пузырьки газа это ……………………….

2)при поднесении пробирки с водородом к спиртовке появился свистящий звук следовательно там был …… (какой чистый или не чистый водород) ……………………,

если звук «п-х-х» …………… (какой чистый или не чистый водород) ……………,

3) водород … (какой легче или тяжелее воздуха) ………………………………, поэтому его собираем в перевёрнутую пробирку.

Работа с текстом, составление опорного конспекта.

Проведите лабораторный опыт, составьте уравнения реакций, выводы запишите в тетради

УЭ – 5

Применение неметаллов

Цель: рассмотреть основные области применения неметаллов.

Поскольку свойства неметаллов чрезвычайно разнообразны, эти вещества находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.

Таблица. Применение неметаллов.

Такие неметаллы, как сера S, азот N₂, фосфорP и хлорCl₂ используются в качестве сырья для

получения кислот и другой продукции.

Сера S используется в качестве сырья в производстве резин.

Сажа C служит пигментом в производстве лаков и красок, а также пигментом и наполнителем в производстве пластмасс и резин.

Водород H2 используется в качестве топлива.Важно, что продукт сгорания этого топлива не загрязняет среду.

СераS используется как эффективное средство борьбы с вредителями и болезнями растений.

Кислород O2 применяют в тех случаях, когда у больного затруднено дыхание.

Активированный уголь C есть почти в каждой домашней аптечке. Точно так же, как иодная тинктура — спиртовой раствор иода I₂.Мази, в состав которых входит сера S, используются при лечении кожных заболеваний.

Жидкий азот N2 используют не только для хранения биологического материала, но и в косметической медицине.

Для дезинфекции воды используют хлор Cl₂ и озон O₃.

Получение высоких температур

В металлургии и металлообработке для того, чтобы, сжигая горючее вещество, создать среду с высокой температурой, используют кислород O2.

В производстве спичек и другой пиротехнической продукции используют серуS, фосфор P и уголь C.

Для продления срока годности

пищевых продуктов и для

создания инертной атмосферы в упаковку закачивается азот N₂.

1) Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Атомы ____ в отличие от атомов ____ легко принимают наружные электроны, являются ____

2) Вставьте слова , пропущенные в тексте.
Неметаллические свойства элементов с увеличением порядкового номера в периодах ____
В группах неметаллические свойства элементов ____

3) Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер?

4) Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента?

5) Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F.

6) Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?

7) Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях:

8) Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____.

9) Наиболее электроотрицательными являются атомы

• серы • фосфора • кремния • хлора

10) Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:

Поменяйтесь тестом с соседом и проверьте тест вместе со мной.

УЭ – 7

Контроль

1) Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Атомы ____ в отличие от атомов ____ легко принимают наружные электроны, являются ____

2) Вставьте слова , пропущенные в тексте.
Неметаллические свойства элементов с увеличением порядкового номера в периодах ____
В группах неметаллические свойства элементов ____

3) Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер?

4) Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента?

5) Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F.

6) Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?

7) Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях:

8) Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____.

9) Наиболее электроотрицательными являются атомы

• серы • фосфора • кремния • хлора

10) Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:

1. Вычислите объем воздуха, который потребуется для сжигания 20 м 3 сероводорода, если продуктами реакции являются вода и оксид серы (IV). Вычислите массу этого воздуха.

V(Н₂S) = 20м 3 20 м 3 х м 3

m(воздуха) 2 моль 3 моль

т.к в воздухе всего 32% О₂, то

V(воздуха) = 30·100/21 = 142, 86 м 3

142,86/22,4·29 = 184,29 г

Ответ: для сжигания 20 м 3 сероводорода потребуется 142,86 м 3 воздуха, m(воздуха) = 184,29 г

2. Определите состав смеси азота и водорода, имеющий плотность по водороду 4,25.

D_H2 = 4,25 Пусть Vсмеси = 22,4 л (n = 1 моль)

φ(N₂) = 0,25/ 1 = 0,25 или 25%

φ(H₂) = 0,75/1 = 0,75 или 75%

Ответ: состав смеси азота и водорода 25% и 75%

3. Вычислите объём водорода, который потребуется для восстановления 928 кг оксида вольфрама(VI), содержащего 25% примесей.

W(прим) = 25% m(WO₃)чист = 928·75%/100%=696 кг.

По реакции составляем пропорцию:

232 г WO₃ восст-ся 3 х 22,4 л=67,2 л Н₂

696000 г WO₃ восстанавливаются Х л Н₂.

Находим Х: Х=67,2 л * 696000 г/232 г

=201600 л = 201,6 м3

Составляем вторую пропорцию для

нахождения массы образовавшегося

232 г WO₃ образуется 184 г W

696000 г WO₃ образуется Y г W

Находим Y: Y=184 г * 696000 г/232 г

= 552000 г = 552 кг

Ответ: Для восстановления 928 кг оксида вольфрама (VI), содержащего 25% примесей, необходимо 201600 л (201,6 м3) водорода. При этом образуется 552000 г (552 кг) металла.

4. Для синтеза хлороводорода взяли 200 л водорода и 250 л хлора. Какие газы и в каком объеме останутся в сосуде после реакции?

Найти: V(газов) соотношение 1:1,значит H₂ в

11.1-8.9=2.2мольH₂ избыток
V=22.4*2.2=49.28 л H₂ избыток
соотношение Cl₂ к HCl как 1:2
значит

Ответ: в сосуде после реакции останется водород в объёме 49,28 л.

5. Французский химик К. Шееле получил хлор по реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой. В результате этой реакции образуется так же хлорид марганца(II) и вода. Составьте уравнение реакции, рассчитайте массу оксида марганца(IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора, если выход составляет 95% от теоретически возможного.

Найти: m(MnO₂) 1моль 1моль

m(HCl) 87г/моль 22,4л/моль

Vтеор = V(Cl₂)/η= 100/ 0.95 = 105.26 л

n(НCl) = 4·n(Cl₂) = 4·105,26/22,4 = 18,8

Из 87 г MnO₂ образуется 22.4 л Cl₂

Из х г MnO₂ образуется 105,26 л Cl₂

Ответ: масса оксида марганца(IV) необходимых для получения 100 л хлора равна 408,82 г. Количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора равно18.8 моль

Источник