Билеты по химии
за (II) и (III) со щелочами в осадок выпадают
нерастворимые гидроксиды:
[pic]
Сплавы железа. Современная металлургическая промышленность производит
железные сплавы разнообразного состава.
Все железные сплавы разделяются по составу и свойствам на две группы.
К первой группе относятся различные сорта чугуна, ко второй — различные
сорта стали.
Чугун хрупок; стали же пластичны, их можно ковать, прокаты^ вать,
волочить, штамповать. Различие в механических свойствах чугунов и сталей
зависит прежде всего от содержания в них углерода — в чугунах содержится
около 4% углерода, а в сталях — обычно менее 1,4%.
В современной металлургии из железных руд получают сначала чугун, а
затем из чугуна — сталь. Чугун выплавляют в доменных печах, сталь варят в
сталеплавильных печах. До 90% всего выплавленного чугуна перерабатывают в
стали.
Чугун. Чугун, предназначенный для переработки в сталь, называют
передельным чугуном. Он содержит от 3,9 до 4,3% С, 0,3—1,5% Si, 1,5—3,5%
Мn, не более 0,3% Р и не более 0,07% S. Чугун, предназначенный'для
получения отливок, называется литейным чугуном, В доменных печах
выплавляются также ферросплавы, применяемые преимущественно в производстве
сталей в качестве добавок. Ферросплавы имеют, по сравнению с передельным
чугуном, повышенное содержание кремния (ферросилиций), марганца
(ферромарганец), хрома (феррохром) и других элементов.
Стали. Все стали делятся на углеродистые и легированные.
Углеродистые стали содержат в несколько раз меньше углерода, кремния и
марганца, чем чугун, а фосфора и серы совсем мало. Свойства углеродистой
стали зависят прежде всего от содержания в ней углерода: чем больше в стали
углерода, тем она твёрже. Промышленность производит мягкие стали, стали
средней твёрдости и твёрдые. Мягкие стали и стали средней твёрдости
применяются для изготовления деталей машин, труб, болтов, гвоздей и т. д.,
а твёрдые стали—для изготовления инструментов.
В сталях должно быть возможно меньше серы и фосфора, так как эти
примеси ухудшают механические свойства сталей. В повышенных количествах
сера вызывает красноломкость — образование трещин при горячей механической
обработке металла. Фосфор вызывает хладноломкость—хрупкость стали при
обыкновенной температуре. -
Легированные стали. Физические, химические и механические свойства
сталей существенно изменяются от введения в их состав повышенного
количества марганца и кремния, а также хрома, никеля, вольфрама и других
элементов. Эти элементы называются легирующими, а стали — легированными [от
латинского слова ligare – связывать, соединять].
Наиболее широко в качестве легирующего элемента применяется хром.
Особенно большое значение для сооружения машин, аппаратов и многих деталей
машин имеют хромоникелевые стали. Эти стали обладают высокой пластичностью,
прочностью, жаростойкостью и стойкостью к действию окислителей. Азотная
кислота любой концентрации не разрушает их даже при температурах кипения.
Хромоникелевые стали не ржавеют в атмосферных условиях и в воде. Блестящие,
серебристого цвета, листы хромоникелевой стали украшают арки станции
«Маяковская» Московского метро. Из этой же стали делают нержавеющие ножи,
ложки, вилки и другие предметы домашнего обихода.
Молибден и ванадий повышают твёрдость и прочность сталей при
повышенных температурах и давлениях. Так, хромомолибденовые и
хромованадиевые стали применяются для изготовления трубопроводов и деталей
компрессоров в производстве синтетического аммиака, авиационных моторов.
При резании с большой скоростью инструмент сильно разогревается и
быстро изнашивается. При добавлении вольфрама твёрдость стали сохраняется и
при повышенных температурах. Поэтому хромовольфрамовые стали применяются
для изготовления режущих инструментов, работающих при больших скоростях
'
Увеличение содержания в стали марганца повышает её сопротивление
трению и удару. Марганцовистые стали применяются для изготовления
железнодорожных скатов, стрелок, крестовин, камнедробильных машин.
Применение легированных сталей позволяет значигельно снизить вес
металлических конструкций, повысить их прочность, долговечность и
надёжность в эксплуатации.
Билет №22.
Высшие кислородосодержащие кислоты химических элементов третьего периода,
их состав и сравнительная характеристика свойств.
Фосфор образует целый ряд кислородсодержащих кислот (оксокислот).
Некоторые из них мономерны. например фосфиновая, фосфористая и фосфорная(V)
(ортофосфорная) кислоты. Кислоты фосфора могут быть одноосновными
(однопротонными) либо многоосновными (многопротонными). Кроме того, фосфор
образует еще полимерные оксокислоты. Такие кислоты могут иметь ациклическое
либо циклическое строение. Например, дифосфорная(V) (пирофосфорная) кислота
представляет собой димерную оксокислоту фосфора.
Наиболее важной из всех этих кислот является фосфорная(V) кислота
(другое ее название - ортофосфорная кислота). При нормальных условиях она
представляет собой белое кристаллическое вещество, расплывающееся при
поглощении влаги из воздуха. Ее 85%-ный водный раствор называют
«сиропообразной фосфорной кислотой». Фосфорнця(V) кислота является слабой
трехосновной кислотой:
[pic]
Хлор образует несколько кислородсодержащих кислот. Чем выше степень
окисления хлора в этих кислотах, тем выше их термическая устойчивость и
сила кислоты:
НОCl < НСlO2 < НСlO3 < НClO4
НClO3 и НClO4 – сильные кислоты, причем НСlO4 – одна из самых сильных
среди всех известных кислот. Остальные две кислоты лишь частично
диссоциируют в воде и существуют в водном растворе преимущественно в
молекулярной форме. Среди кислородсодержащих кислот хлора только НСlO4
удается выделить в свободном виде. Остальные кислоты существуют только в
растворе.
Окислительная способность кислородсодержащих кислот хлора уменьшается
с возрастанием его степени окисления:
[pic]
НОСl и НClO2 – особенно хорошие окислители. Например, кислый раствор
НОCl:
1) окисляет ионы железа (II) до ионов железа (III):
[pic]
2) на солнечном свету разлагается с образованием кислорода:
[pic]
3) при нагревании приблизительно до 75 °С он диспропорционирует на
хлорид-ионы и хлорат (V)-ионы:
[pic]
Остальные высшие кислотсодержащие кислоты элементов третьего периода
(H3AlO3, H2SiO3) более слабые, чем фосфорная кислота. Серная кислота
(H2SO4) менее сильнае, чем хлорная (VII) кислота, но более сильная, чем
фосфорная кислота. Вообще, при увеличении степени окисления элемента,
образующего кислоту, увеличивается сила самой кислоты:
H3AlO3 < H2SiO3 < H3PO4 < H2SO4 < НСlO4
Билет №23.
Общие способы получения металлов.
Металлы находятся в природе преимущественно в виде соединений. Только
металлы с малой химической активностью (благородные металлы) встречаются в
природе в свободном состоянии (платиновые металлы, золото, медь, серебро,
ртуть). Из конструкционных металлов в достаточном количестве имеются в
природе в виде соединений лишь железо, алюминий, магний. Они образуют
мощные залежи месторождений относительно богатых руд. Это облегчает их
добычу в больших масштабах.
Поскольку металлы в соединениях находятся в окисленном состоянии
(имеют положительную степень окисления), то получение их в свободном
состоянии сводится к процессу восстановления:
[pic]
Этот процесс можно осуществить химическим или электрохимическим путем.
При химическом восстановлении в качестве восстановителя чаще всего
применяют уголь или оксид углерода (II), а также водород, активные металлы,
кремний. С помощью оксида углерода (II) получают железо (в доменном
процессе), многие цветные металлы (олово, свинец, цинк и др.):
[pic]
Восстановление водородом используется, например, для получения
вольфрама из оксида вольфрама (VI):
[pic]
Применение в качестве восстановителя водорода обеспечивает наибольшую
чистоту получаемого металла. Водород используют для получения очень чистого
железа, меди, никеля и других металлов.
Способ получения металлов, в котором в качестве восстановителя
применяют металлы, называют металлотермическим. В этом способе в качестве
восстановителя используют активные металлы. Примеры металлотермических
реакций:
алюминотермия:
[pic]
магниетермия:
[pic]
Металлотермические опыты получения металлов впервые осуществил русский
ученый Н. Н. Бекетов в XIX в.
Металлы наиболее часто получают восстановлением их оксидов, которые в
свою очередь выделяют из соответствующей природной руды. Если исходной
рудой являются сульфидные минералы, то последние подвергают окислительному
обжигу например:
[pic]
Электрохимическое получение металлов осуществляется при электролизе
расплавов соответствующих соединений. Таким путем получают наиболее
активные металлы, щелочные и щелочноземельные м
| |  скачать работу |
Билеты по химии |
