Название минерала гематит происходит от греческого "эма" - кровь, "эматитес" - кровавый камень (Теофраст, 325 г. до н. э.). Английское название минерала Hematite

Синонимы: Олижист - oligiste - название, применяемое во Франции; ангидроферрит - anhydroferrite (по Честеру, 1896). Мартит - martite (Брайтхаупт, 1828) - псевдоморфоза гематита по магнетиту.
Рутилогематит - rutilohematite и ильменогематит - ilmeno- liematite - гематит с микровключениями рутила , соответственно ильменита .

Натечные образования O 3

Кровавик краснополосчатые кварциты.

Химический состав

Химический теоретический состав: Fe 2 O 3 - 100 (Fe - 69,94). Нередко содержит некоторое количество Ti, частью за счет включений ильменита, частью в твердом растворе; также содержит в твердом растворе некоторое количество Аl и Mn (до 17% Mn в однородных гематитах из Арденн); иногда содержит Ca, Mg, Fe 2+ (до 5% FeO при 10% TiO 2 в "базаномелане"). В скрытокристаллических плотных массах часто обнаруживается SiO 2 и Аl 2 O 3 в виде механических примесей, в волокнистых и землистых разностях - H 2 O (гидрогематит).

В минерале из разных месторождений отмечались примеси Cr, Ni, Со, также V (до 0,03% в Дастакертском месторождении Армянии, до 4-10-3 % из месторождения Монголии), In (в гидрогематите из Сарыбулака, Киргизии, до 0,41%), Sn, Zn и др.

Разновидности

А) По особенностям состава.

Титаногематит - titanohematite (Эдуарде, 1938) содержит в твердом растворе до 11,3% TiO 2 . Встречен в Маунт Монджер, Западная Австралия. Черта темно-коричневая до черной. Менее богатый титаном (5% TiO 2 ) наблюдался в Швейцарских Альпах и в песках Фицрой, Новая Зеландия (MgO - 1,5; FeO - 5,8; Fe 2 O 3 - 83,1; TiO 2 - 9,6). При 700-900° смесимость Fe 3 O 3 и FeTiO 3 полная, при комнатной температуре ограниченная; большей частью содержание TiO 2 в гематитах обусловлено распадом твердого раствора.

Алюмогематит - alumohematite (Бенеславский, 1957) - содержит до 14% Аl 2 O 3 в твердом растворе.
Искусственно получен минерал с содержанием до 11-14% Аl 2 O 3 , что указывает на возможность образования Al-содержащих гематитов в богатых глиноземом осадочных породах.

Гидрогематит - hydrohematite (Брайтхаупт, 1847) - тонко-кристаллический гематит, содержащий до 8% воды. Рентгенограмма отвечает рентгенограмме гематита. Под микроскопом часто наблюдаются колломорфные текстуры. Плотность более низкая, чем у собственно гематита: 4,40 - 4,80; отражательная способность ниже, внутренние рефлексы менее густые. Обычно образуется при гипергенных процессах. Отмечался в составе осадочных железных руд алапаевского типа (Свердловская обл.), в составе железных руд Белозерского месторождения (Украины), широко распространен в зоне окисления месторождений степной части Казахстана и др.

Тонкие смеси гидрогематита или гематита с гидрогётитом (лимонитом) известны под названием турьитов.

Б) По строению и форме выделений.

Железный блеск - Eisenglanz (Агрикола, 1546) - яснокристаллические выделения минерала, преимущественно черного цвета с металлическим блеском, нередко в виде кристаллов.

Синононимы: Спекулярит - specularite (Дана, 1892), specular hematite, specular iron, блестящая железная руда - Glanzeisenerz (Брайтхаупт, 1816), блестящий железняк - Glanzeisenstein (Хофман, 1816); зеркальная руда - Spiegelerz (Валериус, 1747).
Некоторые выделения железного блеска известны под специальными названиями. Железная роза - Eisenrose (частично базаномелан - Basa- nomelan, Кобель, 1838) - агрегат пластинчатых кристаллов, которые срослись почти параллельно по базопинакоиду; напоминает махровый цветок; прекрасные образцы происходят из Сен-Готарда в Италии. Железная слюдка - Eisenglimmer (Валериус, 1747) - тонко-чешуйчатые выделения железного блеска. Железная сметана - Eisen- rahm (Вернер, 1789) - рыхлые маркие агрегаты очень мелких чешуек железной слюдки красного цвета, жирные на ощупь. Докембрийские (?) сланцеватые породы Бразилии, содержащие значительное количество железной слюдки, известны под названиями итабирита - itabirite (Эшвеге, 1822) и якутинги - jacutinga; по предложению Дерби (1910), итабиритами называют также гематито-кварцевые сланцы других районов земного шара. Кристаллические индивиды этого минерала в сланцах могут обнаруживать определенную ориентировку.

Красный железняк - Botheisenstein (Вернер, 1817) - тонкокристаллические или скрытокристаллические выделения гематита, обычно красного цвета.
Синононим: Кровавый камень -Blutstein (Агрикола, 1546), bloodstone. Красная стеклянная голова -rother Glaskopf, почковидная (почечная) руда-kidney ore- натечные агрегаты с радиально-лучистым и нередко с концентрически-скорлуповатым сложением. Оолитовый красный железняк - red oolitic hematite - состоит из оолитов. Охристый красный железняк - red ocher hematite, красная охра - ochra rubra (Валериус, 1747), рётель - Rothel (Леонхард, 1821), красная земля - reddle, красный мел - red chalk, красный карандаш (по Шубниковой, 1937), сангин - sanguine - землистые агрегаты, иногда в смеси с глинистыми минералами. Гематогелит - hematogelite (Тучан, 1913), гематитогелит - hematitogelite - красящее вещество красных бокситов. Вапа - минерал с примесью глины.

Мартит - псевдоморфоза (ложная форма) по магнетиту черного цвета. Кристаллы в виде октаэдров.

Наблюдается ориентированное взаимное прорастание гематита и ильменита («вашингтониты») - результат распада твердых растворов: пластинки ильменита располагаются параллельны (0001) или (1011); отмечаются также ориентированные пластинки гематита в ильмените, ориентированные параллельно (0001) ильменита; встречаются параллельные сростки кристаллов гематита и ильменита по (0001). Кристаллики гематита иногда закономерно нарастают плоскостью (0001) на грани октаэдра магнетита или шпинели ; ориентированные срастания его с магнетитом наблюдаются под микроскопом среди продуктов распада твердых растворов: (111) и магнетита параллельно (0001) и .
Рутил образует ориентированные нарастания на гематите: (100) и (101) рутила параллельно (0001) и (1010) гематита. Наблюдалось также ориентированное нарастание кристаллов псевдобрукита на кристаллы гематита: (121) и псевдобрукита параллельно (0001) и гематита; при замещении вольфрамита : (0001) и гематита параллельно(100) и вольфрамита. Описаны закономерные срастания гематита с кварцем: (1010) и кварца параллельно (0001) и гематита.
Отмечались закономерные вростки его в мусковите с расположением включений гематита на (001) слюды по трем направлениям под углом 60° и образованием решетки, что вызывает явление астеризма в слюде. Известны игольчатые включения гематита в корунде с взаимно параллельными осями обоих минералов. Закономерно расположенные чешуйки гематита встречаются в карналлите: (0001) и гематита параллельно(001) и или карналлита ; также параллельно (130) и карналлита; в сильвине : (0001) гематита параллельно(100), (111) или реже параллельно (110) сильвина; в канкрините : (0001) гематита параллельно(1010) или (1120) канкринита; в полевом шпате - (0001) гематита параллельна ряду граней полевого шпата; в кальците (сидерите) с вростками гематита грани (1120) обоих минералов иногда параллельны.

Кристаллографическая характеристика

• Сингония. Тригональная. L 3 3L 2 3РС
• Класс. Дитригонально-скаленоэдрический. D 3d - 3m

Кристаллическая структура

Структура аналогична структуре корунда.

Главные формы: Наиболее обычны формы r, c и n, также e и a.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов разнообразный: ромбоэдрический, таблитчатый - преимущественно у кристаллов, образовавшихся из гидротермальных и газовых растворов; наблюдаются изометрически развитые кристаллы (преимущественно в контактово-метасоматических месторождениях); редки призматические кристаллы.
На (0001) -штриховка по трем направлениям, параллельным ребрам (0001) : (1011), треугольные углубления, также треугольные пирамиды нарастания, признаки спирального роста, естественного травления и др.

Двойники

Двойники прорастания и срастания по (0001) с плоскостью срастания (1010) ; очень распространены двойники по (1011) с углом между базопинакоидами, равным 64°48; при этом нередко мелкие кристаллы при нарастании в двойниковом положении на более крупный таблитчатый кристалл располагаются по-разному - под углом в 120° друг к другу. Двойникование может быть обусловлено испытанным кристаллами давлением. Скольжение по Т (0001), t .
Характерны сростки тонкопластинчатых кристаллов (отдельные пластинки нарастают гранями с (0001) почти параллельно друг другу), слагающих так называемые железные розы, которые, возможно, являются результатом спирального роста кристаллов.

Наблюдается ориентированное взаимное прорастание его и ильменита («вашингтониты») - результат распада твердых растворов: пластинки ильменита располагаютсяпараллельны (0001) или (1011); отмечаются также ориентированные пластинки в ильмените, ориентированные параллельно (0001) ильменита; встречаются параллельные сростки кристаллов гематита и ильменита по (0001). Кристаллики гематита иногда закономерно нарастают плоскостью (0001) на грани октаэдра магнетита или шпинели; ориентированные срастания его с магнетитом наблюдаются под микроскопом среди продуктов распада твердых растворов: (111) и магнетита параллельно (0001) и гематита.

Рутил образует ориентированные нарастания на гематите: (100) и (101) рутила параллельно (0001) и (1010) гематита. Наблюдалось также ориентированное нарастание кристаллов псевдобрукита на кристаллы гематита: (121) и псевдобрукита параллельно (0001) и гематита; при замещении вольфрамита: (0001) и гематита параллельно(100) и вольфрамита. Описаны закономерные срастания его с кварцем: (1010) и кварца параллельно (0001) и .
Отмечались закономерные вростки гематита в мусковите с расположением включений гематита на (001) слюды по трем направлениям под углом 60° и образованием решетки, что вызывает явление астеризма в слюде. Известны игольчатые включения гематита в корунде с взаимно параллельными осями обоих минералов. Закономерно расположенные чешуйки гематита встречаются в карналлите: (0001) и гематита параллельно(001) и или карналлита; также параллельно (130) и карналлита; в сильвине: (0001) гематита параллельно(100), (111) или реже папаллельно (110) сильвина; в канкрините: (0001) гематита параллельно(1010) или (1120) канкринита; в полевом шпате - (0001) гематита параллельна ряду граней полевого шпата; в кальците (сидерите) с вростками гематита грани (1120) обоих минералов иногда параллельны.

Вростки в кварце , микроклине, кислом плагиоклазе и калинатровом полевом шпате придают этим минералам красивый искристо-золотистый отлив (авантюрин, солнечный камень).
Включения мельчайших пластинок минерала окрашивают некоторые минералы в красный цвет (карналлит, сильвин, гейландит, канкринит и др.).

Агрегаты. Обычно встречается в виде плотных мелкокристаллических, чешуйчатых или листоватых скоплений, а также в землистых массах и натечных агрегатах. В последнем случае он называется красным железняком. Иногда концентрически-слоистые и радиально-лучистые, натечные, почковидные и оолитовые.

Натеки. Минералогический отвес

Физические свойства

Оптические

• Цвет ясно кристаллических разновидностей стально-серый до черного; иногда наблюдается побежалость. Скрытокристаллический - матово-красный до ярко- красного, вишнево-красный до черного. В нефильтрованных лучах ртутно-кварцевой лампы желтовато-белый (в отличие от голубовато-белого ильменита).
• Черта вишнево-красная или красновато-коричневая, красная (характерный диагностический признак). .
• Блеск металлический до полуметаллического
• Отлив матовый
• Прозрачность В тонких осколках просвечивает кроваво-красным цветом.

Механические

• Твердость 5-6. Данные разных авторов по микротвердости колеблются в широких пределах.
• В кристаллах хрупок, в тонких пластинках упруг.
• Плотность 5,26.
• Спайность отсутствует, отдельность по (0001) и (1011) обусловлена двойникованием.
• Излом полураковистый до неровного.

Химические свойства

В кислом водном растворе при температурах 100-160° гематит растворяется с разложением; концентрация Fe 3+ в растворах при 100° (в мг/л): 0,37 при pH около 2; 0,04 при pH = 4; 0,01 при рН= 6,11; соответственно при 160°: 0,14; 0,04; 0,01; при температурах порядка 350° и рН = 5-7 растворение минерала протекает без разложения. Растворяется в концентрированной НСl. В полированных шлифах ни одним из стандартных реактивов не травится. Для структурного травления применяется концентрированная HF (продолжительность травления 1-2 мин).

Прочие свойства

Проводник электричества. Данные по удельному электрическому сопротивлению природных образцов колеблются в широких пределах; при повышенном напряжении обладает детекторными свойствами.

При комнатной температуре антиферромагнитен, при -15° становится ферромагнитным. Характерна высокая стабильность по отношению к постоянному и переменному магнитным полям, а также к температурному воздействию.

Успешно флотируется анионными собирателями типа олеиновой кислоты или алкилсульфатов (оптимальные условия - нейтральная или слабощелочная среда). Неплавок. В восстановительном пламени становится магнитным.

Температура плавления 1594°. При нагревании до 1370-1400° переходит в магнетит. γ-Fe 2 O 3 , образующийся при нагревании до 950°, при охлаждении превращается в α-Fe 2 O 3 .

Искусственное получение гематита

Гематит получается путем сублимации при взаимодействии хлорида железа и водяного пара; при нагревании расплава буры с окисью железа; из силикатного расплава с большим содержанием железа; при нагревании гидрата окиси железа с водой в запаянной трубке и др. Получен при изучении многих систем: гематит - ильменит, корунд - магнетит и др.

Диагностические признаки

От магнетита и ильменита легко отличается по цвету черты; в отличие от маггемита оптически анизотропен и не магнитен. От киновари плотный гематит отличается отсутствием спайности, оптическим знаком, а также по твердости и по плотности В тонкозернистых агрегатах трудно отличим от лепидокрокита. В полированных шлифах значительно светлее магнетита, ильменита и других сопутствующих рудных минералов.

Спутники. Корунд, диаспор, рутил, андалузит , кварц, мушкетовита . Мушкетовит известен в контактно-метасоматических месторождениях (Урал, Таджикистан и др.) и в гидротермальных месторождениях, для которых характерно отложение сульфидов после гематита (Кутимское месторождение в Пермской обл. и др.); наряду с магнетитом по гематиту может образоваться маггемит. В процессе диагенеза он при наличии восстановителей (органическое вещество) может переходить в сидерит, пирит и лептохлориты (в СНГ- породы Донбасса, Второго Баку и ерунаковской толщи Кузбасса). Помимо магнетита в псевдоморфозах по гематиту наблюдаются: пирит, сидерит, хлориты, гидрогётит (лимонит), в отдельных случаях - халькопирит , рутил, касситерит, манганит и др.

Практическое применение

Минерал многих железных руд. Чистые порошковатые разности применяются как красные краски и для приготовления красных карандашей. Плотный камень («кровавик») употребляется как полировочный материал.

Краснополосчатые яшмовидные гематито-магнегитовые роговики Кривого Рога являются эффективным декоративно-поделочным камнем, карминовые оттенки которого дополняют богатую палитру отечественных камней-самоцветов.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Старинные методы. Под паяльной трубкой

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете кроваво-красный (в тончайших пластинках), оранжево-красный, серо-желтый. Слабый плеохроизм: по No буровато-красный; по Ne желтовато-красный. Одноосный (-). Свето-преломление высокое, двупреломление очень сильное.

Фото галерея минерала

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.

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:

Показатель	Газы
азот	хлорово- дород	водород	аммиак	хлор	угарный	серово-дород	углекис-лый газ
Химическая
вещество
Характерный запах

(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-

Доменный процесс заключается в выплавке чугуна из железных руд в доменных печах.

Для осуществления доменного процесса нужно иметь в необходимых количествах:

подготовленные к плавке железные руды,

• огнеупорные материалы.

Руда

Руда - это горная порода, содержащая металл; обычно в руде содержатся металлы в таком количестве, которое позволяет экономически выгодно извлекать металл из руды.

Железные руды представляют собой главным образом окислы железа, соединенные с пустой породой .

Пустой породой называется естественное минеральное соединение, не содержащее железа, например кремнезем (SiO 2), глинозем (Аl 2 O 3) и др.

Для доменного процесса используются руды, в которых содержание железа превышает 25-30%.

В зависимости от химического состава железные руды подразделяются на следующие группы:

Магнитный железняк

Магнитный железняк (магнетит), представляющий собой магнитную окись железа Fe 3 O 1 . В чистом виде магнетит содержит 72,4% железа и 27,6% кислорода и обладает магнитными свойствами.

Наиболее мощным месторождением магнитного железняка является Магнитогорское месторождение , в котором содержание железа доходит до 62%.

В 1940 г. добыча магнитогорской руды составляла 22,5% от общей добычи руды в СССР.

Красный железняк

Красный железняк (гематит) - безводная окись железа (Fe 2 O 3). В химически чистом виде гематит содержит 70% железа и 30% кислорода .

Наиболее крупным в СССР месторождением красных железняков (гематитов) является Криворожское месторождение . В переплавку направляются руды, содержащие 40-60% железа.

Бурый железняк

Бурый железняк (лимонит) - водная окись железа (2Fe 2 O 3 * Н 2 O). В чистом виде лимонит содержит 59,88% железа и 14,43% гидратной воды .

Наиболее крупным месторождением бурых железняков является Керченское месторождение , содержание железа в котором составляет 32,36%.

Руды этого месторождения отличаются также высоким содержанием фосфора (от 0,4 до 1,3%) и присутствием мышьяка от 0,05 до 0,2%.

Шпатовые железняки

Шпатовые железняки (сидериты) FeCO3. В чистом виде сидерит содержит 48,3% железа и 37,9% С O 2 .

Крупное месторождение шпатовых железняков находится на Южном Урале вблизи Бакальского месторождения бурых железняков.