Вопросы для проверки знаний

1. В чем различие электролитов и неэлектролитов?

2. Какой процесс называют электролитической диссоциацией?

3. По какому признаку разделяют электролиты на сильные и слабые?

4. Почему при растворении электролита раствор остается электронейтральным?

5. Изменяется ли степень диссоциации слабого электролита при уменьшении его концентрации в воде?

6. Можно ли утверждать, что на аноде всегда идут реакции окисления, а на катоде реакции восстановления?

7. Какой вид проводимости (ионная или электронная) осуществляется в растворе электролита?

8. Будет ли работать гальванический элемент без солевого мостика?

9. Чем отличается электролизер от гальванического элемента?

10. Какие два признака отличают электрохимическую реакцию от химической?

11. Какое численное значение имеет степень окисления простых веществ?

12. Гидролиз каких солей приводит к появлению в водном растворе ионов ОН^, ионов Н⁺?

13. Почему соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, в растворе не подвергаются гидролизу?

Упражнения

1. Для растворов следующих солей укажите реакцию среды:

а) сульфат калия; б) нитрат меди (II); в) хлорид цинка; г) силикат натрия. Напишите сокращенные ионные уравнения первой ступени гидролиза.

2. При электролизе водного раствора NiSO₄ использованы платиновые электроды. На катоде выделился никель, на аноде – газообразный кислород. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах, и объясните выделение этих продуктов.

3. Среди водных растворов солей Li₂SO₄, CuCl₂, Ca(NO₃)₂, Na₂SO₄ выберите растворы, электролиз которых приводит к разложению воды.

4. Напишите уравнения реакций, сопровождающих электролиз водного раствора хлорида цинка.

5. Определите, какой газ выделился на катоде и аноде при электролизе водного раствора KCl.

6. Вычислите стандартную ЭДС гальванического элемента

() NiNiSO₄CuSO₄Cu (+),

пользуясь таблицей стандартных электродных потенциалов.

Тема 5 металлы

Современной науке известно 111 элементов (включая полученные искусственно): 89 металлов и 22 неметалла.

Среди химических элементов на долю 8 элементов приходится ~ 99% массы земной коры (табл. 9).

Т а б л и ц а 9

Содержание основных элементов земной коры (по Ярошевскому)

Элемент	O	Si	Al	Fe	Ca	K	Na	Mg
мас. %	47.9	29.9	7.8	4.02	2.9	2.32	2.21	1.7

Остальные элементы составляют всего 1 мас.% земной коры (рис. 47).

Рис. 47. Модель, демонстрирующая количественные соотношения химических элементов в земной коре (по Ярошевскому)

В табл. 10 приведены некоторые минералы горных пород.

Т а б л и ц а 10

Одна из химических классификаций минералов земной коры

Минералы	Примеры
Самородные элементы	Au, Ag, Cu, Pt, Pd, S
Сульфиды	FeS2 – пирит, PbS – галенит, CuFeS2 – халькопирит
Галогениды	CaF2 – флюорит, NaCl – галит (каменная соль), KCl – сильвин
Оксиды и гидроксиды	Fe3O4 – магнетит, Fe2O3 – гётит, Al(OH)3 – в составе боксита
Кислородсодержащие соли: -нитраты -карбонаты -сульфаты -фосфаты -силикаты и алюмосиликаты	NaNO3 – чилийская селитра CaCO3 – известняк, мел, мрамор, МgCO3–магнезит CaSO42H2O – гипс Ca5[PO4]3(Cl,F) - апатит Al2[Si2O5](OH)4– каолинит, Zr(SiO4) –циркон, К[AlSi3O8]–ортоклаз, КAl2[AlSi3O10](OH)2 – мусковит

Сырьем для получения металлов и неметаллов служат разнообразные руды (природные минеральные образования, залегающие в горных породах в концентрациях, экономически выгодных для их извлечения и переработки). Очень редко встречаются в горных породах самородные элементы неметаллы (алмаз, графит, S, Se, Te, As, Sb) и металлы (Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ir, Fe, Ta, Pb, Zn, Sn, Hg, Bi).

Технологические процессы переработки руд с целью извлечения металлов и придания им нужных свойств осуществляются металлургической промышленностью.

Металлы представлены s-, p-, d-, и f- элементами в периодической системе элементов. Они обладают электропроводностью, теплопроводностью, пластичностью и специфическим типом химической связи.

Металлическая связь – это химическая связь, обусловленная взаимодействием валентных электронов с положительно заряженными ионами металла. Внешние (валентные) электроны атомов относительно свободно перемещаются в металлическом кристалле. Фактически структуру кристалла металла следует рассматривать как гигантскую молекулу, в которой электронное облако внешних электронов охватывает положительно заряженные ионы металла и удерживает их в узлах кристаллической решетки.

Металлы, за исключением ртути (Hg), щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs) и галлия (Ga), имеют высокую температуру плавления от нескольких сот до нескольких тысяч градусов и высокую плотность, превосходящую плотность воды в 220 раз. Отсюда можно сделать вывод, что электронное облако прочно связывает положительно заряженные ионы в кристаллической решетке металла.

Гигантская молекула-кристалл металла способна взаимодействовать с окружающей средой как целое и проявлять специфические физические и химические свойства.