Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма

Періодична система хімічних елементів (короткий варіант)

...Наука — це велика краса. Учений у своїй лабораторії наче дитина обличчям до обличчя з явищами природи, що діють на нього наче чарівна казка.

Марія Склодовська-Кюрі, двічі лауреат Нобелівської премії

Шановні дев'ятикласники та дев'ятикласниці!

Ви продовжуєте вивчати одну з найчудовіших наук — хімію. У 9 класі на вас чекають нові хімічні таємниці. Ви ознайомитеся з поширеними в природі системами — розчинами — та дізнаєтеся про основні закономірності хімічних процесів. Ви зануритеся в дивовижний світ органічних речовин, що приховує безліч секретів і цікавинок. Доторкнетеся до таємниць життя і зрозумієте, що хімія може пояснити багато явищ, які трапляються навколо вас: чому утворюється кислотний дощ, як примусити речовини взаємодіяти, чому автомобілі рухаються та багато іншого.

Цей підручник — ваш головний помічник у вивченні хімії. Він містить увесь матеріал, який вам буде необхідний у 9 класі. Кожний параграф поділено на частини. Невеликими порціями легше сприймати інформацію. Закінчується параграф висновками і практичним блоком, який складається з контрольних запитань, завдань для засвоєння матеріалу, розробок лабораторних дослідів та практичних робіт. Деякі запитання позначені зірочкою (*). Це завдання проблемно-пошукового змісту. На них ви не знайдете відповіді в параграфі. Обміркуйте ці запитання у вільний час, зверніться до додаткових джерел інформації або обговоріть з учителем на уроці.

У підручнику розміщено додаткову інформацію: захоплюючі факти з історії хімії, відомості про видатних учених та цікаві лінгвістичні задачі, які допоможуть вам запам’ятати нові терміни.

Після певних параграфів наведено опис хімічних дослідів не тільки для виконання на уроках хімії, але й тих, що ви зможете виконати самостійно вдома. Виконуючи досліди, обов’язково дотримуйтеся правил безпеки.

У кінці підручника є додатки, алфавітний покажчик та відповіді до розрахункових задач.

Щиро сподіваюся, що цей підручник розширить ваш світогляд, підштовхне до пошуку нової інформації та збагачення своїх знань, а можливо, спонукатиме до отримання майбутньої професії — хіміка.

Бажаю успіхів у вивченні хімії!

Автор

Електронний додаток до підручника

На сторінках підручника ви знайдете посилання на сайт, де розміщено відеоролики з хімічними дослідами та тестові завдання для контролю знань за вивченими темами. Тестування відбувається в онлайн-режимі. Відразу після виконання завдань ви отримаєте результат, який надасть вам можливість оцінити свій рівень засвоєння знань.

Для роботи з електронним додатком виконайте такі дії:

1. Зайдіть на сайт interactive.ranok.com.ua.

2. Зареєструйтеся.

3. Знайдіть розділ «Підручники».

4. Виберіть назву підручника «Хімія. 9 клас».

5. У розділі «Електронні матеріали до підручника» виберіть потрібну тему та натисніть «Розпочати роботу».

6. Виберіть для перегляду відеоролик потрібного хімічного досліду, додатковий матеріал до параграфа або виконайте тестові завдання для перевірки знань.

ПОВТОРЕННЯ НАЙВАЖЛИВІШИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ 8 КЛАСУ

§ 1. Склад і властивості основних класів неорганічних сполук

Класифікація неорганічних сполук

За певними спільними ознаками неорганічні речовини об’єднують в окремі класи (схема 1). Знаючи, до якого класу належить речовина, можна передбачити її властивості.

Схема 1. Основні класи неорганічних сполук

Оксиди

Оксиди — це бінарні сполуки з Оксигеном, у яких Оксиген виявляє ступінь окиснення -2.

Залежно від валентності хімічного елемента, що утворює оксид, склад оксидів може бути різним.

Загальна формула оксидів:

Розрізняють такі оксиди:

Солетворні:

• основні — оксиди, яким відповідають основи (утворені металічними елементами у ступені окиснення зазвичай +1 або +2: Na₂O, FeO, CaO);

• кислотні — оксиди, яким відповідають кислоти (утворені неметалічними елементами: CO₂, SO₂, SO₃, N₂O₅ та металічними елементами зі ступенем окиснення вище за +3: CrO₃, Mn₂O₇, PbO₂);

• амфотерні — оксиди, яким відповідають амфотерні гідроксиди (утворені деякими металічними елементами з проміжними між металічними та неметалічними властивостями: Al₂O₃, BeO, ZnO, Fe₂O₃, Cr₂O₃⁾;

Несолетворні: оксиди, яким не відповідають ані основи, ані кислоти (утворені деякими неметалічними елементами в проміжних ступенях окиснення: N₂O, NO, CO, SiO).

Залежно від того, до якої групи належить оксид, він виявляє різні хімічні властивості (табл. 1).

Таблиця 1. Хімічні властивості оксидів*

Основні	Амфотерні	Кислотні
Взаємодія з кислотами й основами
Взаємодіють з кислотами з утворенням солі й води: CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O Не взаємодіють з основами	Взаємодіють з кислотами й основами з утворенням солі й води: ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O	Взаємодіють з основами з утворенням солі й води: SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O Не взаємодіють з кислотами
Взаємодія з водою
Оксиди лужних і лужноземельних елементів взаємодіють з водою з утворенням лугів: CaO + H2O = Ca(OH)2 Інші оксиди з водою не реагують: FeO + H2O ≠	Не взаємодіють з водою	Взаємодіють з водою з утворенням кислоти (за винятком силіцій (IV) оксиду): SO3+ H2O = H2SO4 SiO2 + H2O ≠

^* Хімічні властивості несолетворних оксидів ви вивчатимете в 11 класі.

Основні	Амфотерні	Кислотні
Взаємодія з оксидами
Взаємодіють з кислотними оксидами з утворенням солі: CaO + CO2 = CaCO3 Не взаємодіють з основними оксидами	Взаємодіють з кислотними й основними оксидами та між собою: ZnO + SiO2= ZnSiO3 ZnO + CaO = CaZnO2 ZnO + Al2O3 = Zn(AlO2)2	Взаємодіють з основними оксидами з утворенням солі: SO3 + CaO = CaSO4 Не взаємодіють з кислотними оксидами

Кислоти

Кислоти — сполуки, що складаються з атомів Гідрогену, здатних заміщуватися атомами металічних елементів, та кислотних залишків.

Загальна формула кислот:

За різними ознаками кислоти класифікують на групи:

• за числом атомів Гідрогену в молекулах (основністю):

одноосновні: HCl, HNO₃;

двохосновні: H₂S, H₂SO₄;

трьохосновні: H₃PO₄;

• за вмістом атомів Оксигену в молекулах:

оксигеновмісні: HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄;

безоксигенові: HCl, H₂S, HF.

Оксигеновмісні кислоти є продуктами приєднання молекули води до молекул кислотних оксидів. Безоксигенові кислоти — це розчини деяких газів у воді. Хлоридна кислота — це розчин газуватого гідроген хлориду HCl у воді, флуоридна — розчин гідроген флуориду HF тощо.

Таблиця 2. Забарвлення деяких індикаторів у розчинах з різним середовищем

Індикатор	Забарвлення в середовищі
	кислотному	нейтральному	лужному
Лакмус	Червоний	Фіолетовий	Синій
Метиловий оранжевий	Червоний	Оранжевий	Жовтий
Фенолфталеїн	Безбарвний	Безбарвний	Малиновий

Основні хімічні властивості кислот наведено в таблиці 3.

Таблиця 3. Хімічні властивості кислот

Хімічні властивості	Рівняння реакцій
Змінюють забарвлення індикаторів (табл. 2)
Взаємодіють з металами, розташованими в ряду активності лівіше від водню	H2SO4+ Zn = ZnSO4+ H2↑
Взаємодіють з основними оксидами з утворенням солі й води	H2SO4 + FeO = FeSO4 + H2O
Взаємодіють з основами з утворенням солі й води	H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O H2SO4 + Fe(OH)2 = FeSO4 + 2H2O
Взаємодіють із солями, якщо в результаті реакції виділяється газ, утворюється осад або вода	H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl 2HI + CaCO3 = CaI2 + CO2↑ + H2O

Основи

Основи — сполуки, що складаються з атомів металічного елемента та однієї або декількох гідроксильних груп OH.

Загальна формула основ:

За розчинністю у воді основи класифікують на дві групи:

• розчинні (луги): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Ra(OH)₂;

• нерозчинні гідроксиди: Fe(OH)₂, Mg(OH)₂тощо.

Основи зазвичай виявляють властивості, протилежні кислотам, тобто взаємодіють з речовинами з кислотними властивостями (табл. 4).

Таблиця 4. Хімічні властивості основ

Луги	Нерозчинні гідроксиди
Змінюють забарвлення індикаторів (табл. 2)	Не змінюють забарвлення індикаторів
Взаємодіють з кислотами з утворенням солі й води (реакція нейтралізації): 2KOH + H2SO4= K2SO4+ 2H2O	Взаємодіють з кислотами з утворенням солі й води: Fe(OH)2+ H2SO4= FeSO4+ 2H2O

Луги	Нерозчинні гідроксиди
Взаємодіють з кислотними оксидами: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O	Взаємодіють з кислотними оксидами, які відповідають сильним кислотам: Cu(OH)2+ SO3= CuSO4+ H2O
Взаємодіють з амфотерними оксидами й гідроксидами: 2NaOH + ZnO =t Na2ZnO2 + H2O (під час нагрівання) KOH + Al(OH)3= KAl(OH)4 (у розчині)	Взаємодіють з амфотерними оксидами й гідроксидами під час сплавляння: Fe(OH)2+ ZnO =t FeZnO2 + H2O Fe(OH)2 + 2Al(OH)3 =t Fe(AlO2)2 + 4H2O
Взаємодіють з розчинами солей, якщо утворюється нерозчинна речовина (випадає осад): 2NaOH + CuSO4= Cu(OH)2↓+ Na2SO4	Із розчинами солей зазвичай не взаємодіють
Гідроксиди лужних елементів під час нагрівання не розкладаються; гідроксиди лужноземельних розкладаються, але за значно більшої температури, ніж нерозчинні гідроксиди: Ca(OH)2 =t CaO + H2O	Під час нагрівання розкладаються з утворенням оксиду та води: Fe(OH)2 =t FeO + H2O

Солі

Солі можна розглядати як продукти заміщення в кислоті атомів Гідрогену на атоми металічних елементів або заміщення в основах гідроксид-іонів на кислотний залишок.

Солі — сполуки, що складаються з атомів металічних елементів і кислотних залишків.

Загальна формула солей:

Солі зазвичай вступають у реакції обміну з іншими речовинами (табл. 5, с. 10). Реакції обміну відбуваються за умови, якщо в результаті взаємодії утворюється осад, газ чи вода.

Таблиця 5. Хімічні властивості солей*

Хімічні властивості	Рівняння реакцій
Взаємодіють з кислотами, якщо утворюється слабкіша чи нестійка кислота або осад	FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
Розчинні солі взаємодіють з лугами, якщо утворюється осад	CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Розчинні солі вступають у реакції обміну одна з одною, якщо утворюється осад	AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3 BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
Розкладаються під час нагрівання, якщо утворюються леткі оксиди	CuSO4 —>t CuO + SO3↑ 2Cu(NO3)2 —>t 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
Активніші метали здатні витісняти менш активні метали з розчинів солей	CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu↓

^* У 9 класі вивчають властивості тільки середніх солей.

Контрольні запитання

1. Дайте визначення оксидам, кислотам, основам і солям. За якими ознаками іх класифікують на групи? Наведіть приклади.

2. Які метали здатні витісняти водень з кислот?

3. Сформулюйте умови, за яких відбуваються реакції обміну у водних розчинах. Наведіть приклади реакцій.

4. Які сполуки належать до амфотерних? Наведіть приклади.

Завдання для засвоєння матеріалу

5. Складіть формули таких оксидів: калій оксид, фосфор(III) оксид, аргентум(І) оксид, ферум(II) оксид, хлор(IV) оксид, нітроген(V) оксид, цинк оксид, аурум(III) оксид.

6. Доповніть схеми реакцій, доберіть коефіцієнти, запишіть назви продуктів реакцій:

а) ... + H₂O —> Ba(OH)₂;

б) Fe(OH)₃ —> ... + H₂O;

в) ... —> CO₂ + H₂O;

г) K₂O + H₂O —> ...;

д) SO₂ + H₂O —> ...;

е) H₂SiO₃ —> SiO₂ + ... .

7. Складіть рівняння реакцій між кислотою та гідроксидом, у результаті яких утворюються такі солі: K₂SO₄, Mg(NO₃)₂, ZnSO₄, CaCl₂, Al(NO₃)₃.

8. Складіть рівняння реакцій, що відповідають таким перетворенням:

а) Mg —> MgSO₄ —> Mg(NO₃)₂ —> MgCO₃;

б) Ca —> Ca(OH)₂ —> CaCO₃ —> CaO —> CaCl₂ —> CaCO₃;

в) Al —> Al₂O₃ —> AlCl₃ —> Al(OH)₃ —> Na₃AlO₃.

9. Порівняйте об'єми сульфур(IV) оксиду (н. у.), який можна добути із сірки масою 480 г та натрій сульфіту масою 630 г.

10. Обчисліть масу фосфору, яку необхідно ввести в низку перетворень для добування кальцій ортофосфату масою 15,5 г.

11. Для побілки стовбурів плодових дерев використовують вапняне молоко: суміш 2 кг гашеного вапна Са(ОН)₂ та 10 л води. Обчисліть масу кальцій оксиду, необхідного для добування гашеного вапна такої кількості.

12. Для чищення каналізаційних труб використовують рідкий засіб, що містить 40 % натрій гідроксиду, у кількості 250 г розчину на кожне місце очищення. Одне упакування з таким сухим засобом містить 70 г натрій гідроксиду. Визначте, скільки таких упакувань вам необхідно придбати, щоб прочистити труби: раковину на кухні, рукомийник у ванній, злив душової кабінки.