Самостійна робота «Металічний зв'язок» з хімії для 11 класу

В. керамічна плитка для підлоги

Мідь, алюміній і сталь (сплав Феруму з Карбоном) є простими речовинами-металами чи сплавами, тому в них металічний зв'язок. Керамічна плитка не містить металів, її структурні одиниці сполучені ковалентними й йонними зв'язками, тож саме в цьому виробі металічного зв'язку немає.

Б. Вільне пересування електронів зумовлює електропровідність металу; В. Під час механічної дії шари йонів зміщуються, а метали зберігають міцність і пластичність; Д. Металічний блиск виникає тому, що електронний газ відбиває світлові промені

Правильні твердження: електропровідність зумовлена вільними електронами, що пересуваються в певному напрямку; металічний блиск спричинений відбиванням світлових променів електронним газом; пластичність пояснюється зміщенням шарів йонів разом з електронним газом. Хибні твердження: у металічних ґратках є лише позитивні йони (на відміну від йонних сполук), а електрони делокалізовані, тобто не належать певному атому.

Б → Г → В → А

Послідовність така: атом s-елемента першої групи віддає свій єдиний електрон зовнішнього рівня, перетворюючись на йон із зарядом +1; електрон не належить певному атому, він делокалізований, тобто розподілений між усіма позитивними йонами; делокалізовані електрони («електронний газ») електростатично притягуються до катіонів і фактично є «цементом», що утримує кристалічні ґратки.

1 — Д, 2 — Г, 3 — А, 4 — В

Стадія Mg → MgO: горіння магнію в кисні, 2Mg + O₂ → 2MgO (нагрівання), тому пара 1-Д. Стадія MgO → MgCl₂: розчинення основного оксиду в хлоридній кислоті, MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O, пара 2-Г. Стадія MgCl₂ → Mg(OH)₂: реакція обміну з натрій гідроксидом у розчині, MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2NaCl, пара 3-А. Стадія Mg(OH)₂ → MgSO₄: нейтралізація основи сульфатною кислотою, Mg(OH)₂ + H₂SO₄ → MgSO₄ + 2H₂O, пара 4-В. Зайвий рядок: розчин CuSO₄ не потрібен жодній стадії цього ланцюжка.

1 — Г, 2 — А, 3 — Б, 4 — В

n(H₂) = 11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль. За рівнянням Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ кількість речовини магнію дорівнює кількості водню, n(Mg) = 0,5 моль. m(Mg) чистого = 0,5 моль · 24 г/моль = 12 г. Маса домішок = 15 г − 12 г = 3 г. ω(Mg) = 12 : 15 · 100 % = 80 %. ω(домішок) = 100 % − 80 % = 20 %. Зайве число 15 г виникає, якщо помилково взяти масу всього зразка замість маси чистого металу.

Г. 98 г

n(MgSO₄) = 24 г : 120 г/моль = 0,2 моль. За рівнянням MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O кількості речовин кислоти й солі однакові, n(H₂SO₄) = 0,2 моль. m(H₂SO₄) = 0,2 моль · 98 г/моль = 19,6 г. m(розчину) = 19,6 г : 0,2 = 98 г. Типові помилки: 19,6 г виходить, якщо зупинитися на масі чистої кислоти; 49 г якщо помилково взяти M(H₂SO₄) = 49 г/моль; 196 г якщо взяти n(H₂SO₄) = 0,4 моль.

Б. дерев'яні двері

Алюмінієва каструля, срібна ложка та латунна ручка виготовлені з металів і сплавів, для яких характерний металічний зв'язок. Дерев'яні двері зроблені з деревини, де атоми в органічних речовинах сполучені ковалентними зв'язками, тому саме тут металічного зв'язку немає.

А. Теплопровідність металів пояснюється рухом вільних електронів; Г. У речовинах з металічним зв'язком у вузлах ґраток розташовані лише позитивно заряджені йони; Д. Металічний зв'язок утворюється за рахунок усупільнення електронів, як і ковалентний

Правильні твердження: у металічних ґратках тільки позитивні йони, які притягуються до «електронного газу»; металічний зв'язок, подібно до ковалентного, утворюється за рахунок усупільнення електронів; теплопровідність зумовлена постійним рухом електронного газу. Хибні твердження: електрони не утворюють нерухомих пар між сусідніми йонами, а вільно пересуваються по всьому кристалу; металічний зв'язок наявний також у деяких нітридах Титану та деяких інших сполуках.

В → А → Г → Б

Послідовність така: атоми металічного елемента втрачають електрони зовнішнього енергетичного рівня й перетворюються на позитивно заряджені йони, які щільно упаковуються у вузлах кристалічних ґраток; ці електрони делокалізовані, тобто розподілені між усіма йонами і вільно пересуваються по всьому кристалу; вільні електрони, неначе тісто, скріплюють катіони незалежно від просторової форми металевого виробу.

1 — В, 2 — Д, 3 — Г, 4 — Б

Стадія Ca → CaO: горіння кальцію в кисні, 2Ca + O₂ → 2CaO (нагрівання), тому пара 1-В. Стадія CaO → Ca(OH)₂: взаємодія основного оксиду з водою, CaO + H₂O → Ca(OH)₂, пара 2-Д. Стадія Ca(OH)₂ → CaCO₃: пропускання вуглекислого газу через розчин вапна, Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O, пара 3-Г. Стадія CaCO₃ → CaCl₂: розчинення карбонату в хлоридній кислоті, CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑, пара 4-Б. Зайвий рядок: калій гідроксид не потрібен жодній стадії цього ланцюжка.

1 — Б, 2 — Д, 3 — А, 4 — Г

n(H₂) = 4,48 л : 22,4 л/моль = 0,2 моль. За рівнянням Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ кількість речовини цинку дорівнює кількості водню, n(Zn) = 0,2 моль. m(Zn) чистого = 0,2 моль · 65 г/моль = 13 г. Маса домішок = 20 г − 13 г = 7 г. ω(Zn) = 13 : 20 · 100 % = 65 %. ω(домішок) = 100 % − 65 % = 35 %. Зайве число 6,5 г виникає, якщо помилково поділити масу чистого цинку навпіл.

А. 80 г

n(Cu(OH)₂) = 9,8 г : 98 г/моль = 0,1 моль. За рівнянням CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ лугу вдвічі більше, n(NaOH) = 0,2 моль. m(NaOH) = 0,2 моль · 40 г/моль = 8 г. m(розчину) = 8 г : 0,1 = 80 г. Типові помилки: 40 г виходить, якщо проігнорувати коефіцієнт 2 перед NaOH; 8 г якщо зупинитися на масі чистого лугу; 160 г якщо помилково взяти n(NaOH) = 0,4 моль.