химический турнир «ПУТЕШЕСТВИЕ ПО ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЕ ЭЛЕМЕНТОВ»
учебно-методический материал по химии (8, 9, 10, 11 класс)

МБОУ «ЦО –гимназия № 11

им. Александра и Олега Трояновских»

учитель Григорьева Вера Анатольевна

Химический турнир

«ПУТЕШЕСТВИЕ ПО ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЕ ЭЛЕМЕНТОВ»

Периодическая таблица элементов Д.И. Менделеева – это уникальный инструмент, позволяющий ученым прогнозировать внешний вид и свойства материи на Земле и в остальной части Вселенной.

Цель турнира:

1. Повторить и применить знания о периодическом законе и периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева в игровой форме.

2. Способствовать развитию беглости воспроизведения полученных знаний, умению переносить их в нетрадиционную форму.

3. Способствовать воспитанию у обучающихся чувства гордости за свою страну, осознанию значимости научных открытий для мировой научной общественности, развитию интереса к науке химии.

Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, презентация игры, мультимедийный проектор и ПК.

Учащиеся играют турнир в нескольких командах, у каждой из которых свое название, девиз, капитан.

Ведущий задает вопросы игрокам, команды соревнуются в семи турах.

Жюри проверяет ответы, заносит баллы в протокол игры.

В конце игры ведущий подводит итоги турнира.

Ход турнира.

1 Тур «Перестрелка»

В Периодической таблице химических элементов строки и столбцы имеют свои названия. Давайте узнаем их названия, разгадав две шарады. (шарады записаны на доске):

#1058;ри буквы плода треугольного,

Две буквы от стола от школьного,

"П" между этими фрагментами…

Все вместе - столбик с элементами! (группа)

2. Птичий мех, но не пух,

И без букв последних двух,

Плюс раствор для смазки ссадин,

Что сажают дети за день;

Вместе - ряд горизонтальный

Получаем моментально (период.)

3. Сколько в периодической системе периодов? (семь)
4. 1, 2, 3-й период, содержащие не более 8 химических элементов названы … (малыми)
5. . Что происходит с металлическими свойствами в периоде с возрастанием атомных масс (ослабление)
6. 4, 5, 6, 7-ой периоды, содержащие 18 и более химических элементов названы … (большими)
7. Естественное семейство химических элементов, расположенное в I группе, главной подгруппе это …(щелочные металлы)
8. Естественное семейство химических элементов, расположенное в VII группе, главной подгруппе это… (галогены)
9. Неметаллические свойства в периоде с увеличением атомных масс …(усиливаются)
10. Мельчайшая химически неделимая частица... (атом)
11. Положительно заряженная частица в атоме... (протон)
12. Формула максимального количества электронов на энергетическом уровне...(2n2).
13. На s-орбитали может находиться... электрона. (один или два)
14. Закончите формулировку периодического закона 1869 г.: свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от... (атомного веса)
15. . Назовите число протонов у элемента № 13. (13)
16. Назовите число электронов у элемента № 98 (98)
17. Элементы, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное количество нейтронов называются...(изотопы)
18. На р-орбиталях могут находиться не более ... электронов (шести).
19. Отрицательно заряженная частица в атоме называется... (электрон).
20. Современная формулировка периодического закона: свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от... (…заряда их атомных ядер).

2 Тур «Химический элемент»

1. Назовите элементы, образующие самое распространённое вещество на Земле (Водород - Н, кислород - О);
2. Какой элемент проявляет более сильные металлические свойства – Калий или Магний? (Калий.)
3. Атом какого химического элемента содержит 10 электронов?
4. Какие три элемента Д.И.Менделеев предсказал и описал их свойства?
5. О каком элементе идет речь:

а) протонов 11, нейтронов 12 (натрий);

б) электронов 23, нейтронов 28 (ванадий);

в) электронов 9, нейтронов 9 (фтор);

д) электронная формула этого элемента заканчивается на 3s23р2 (кремний);

е) электронная формула этого элемента заканчивается на 4s1 (калий).

3 Тур «Поиск»

1. Найдите лишний элемент в ряду:

а) водород, гелий, неон, аргон; (водород)

б) железо, кобальт, никель, аргон; (аргон)

в) водород, литий, бериллий, бор; (водород)

г) фтор, хлор, марганец, бром (марганец)

2. Назовите лишний оксид в ряду: оксид кальция, оксид калия, оксид углерода, оксид магния (оксид углерода)

#1050;акой из приведенных химических элементов имеет наиболее ярко выраженные неметаллические свойства? а) S; б) Se; в) Si; г) Sc (сера)

4. Назовите формулы высших оксидов селена, сурьмы, цезия,

5. Формулы летучих водородных соединений кремния, фтора, азота.

4 Расчетный тур

Решите задачу:

Элемент расположен в VII группе Периодической системы. Относительная молекулярная масса его высшего оксида 183. Найти элемент.

(Решение:

2х + 16*7 = 183

2х = 183 – 112

2х = 71

х = 35,5 → этот элемент хлор – Cl )

5 Турнир капитанов

Дайте характеристику одному из элементов: №№12 (магний),19 (калий), 16 (сера), 17 (хлор) по следующей схеме:

• название элемента
• период
• группа
• подгруппа
• заряд ядра
• число электронов
• высший оксид
• характер оксида
• летучее водородное соединение
• наличие металлических или неметаллических свойств
• относительная атомная масса.

6. Тур «Что в имени тебе моем?»

Какие химические элементы названы в честь…

Напишите названия и порядковые номера этих элементов. Задание ограничено временем (5 минут). Кто назовет больше элементов за отведенное время?

№1.

…В честь ученых.

Ответы:

№64 – гадолиний – финский химик Ю.Гадолин

№96 – кюрий – Мари и Пьер Кюри

№99 – эйнштейний – Альберт Эйнштейн

№101 – менделевий – Д.И.Менделеев

№102 – нобелий – Альфред Нобель

№103 – лоуренсий – изобретатель циклотрона Э.Лоуренс

№106 – резерфордий – Эрнест Резерфорд

№107 – борий (Нильс Бор)

№2.

…В честь городов.

Ответы:

№12 – магний – Магнезия, город в Греции.

№39 – иттрий – Иттерби, город неподалеку от Стокгольма.

№67 – гольмий – Стокгольм, от лат. Holmia.

№71 – лютеций – Лютеция, древнее название Парижа.

№72 – гафний – Гафния, древнее название столицы Дании Копенгагена.

№97 – берклий – город Беркли, Калифорния, США.

№104 – дубний – город Дубна, Россия.

№3.

…В честь стран и континентов.

Ответы:

№31 – галлий – Галлия-Франция

№32 – германий

№44 – рутений - от лат. Ruthenia - Россия

№63 – европий

№69 – туллий (Туле– легендарная древняя страна, находившаяся на Скандинавском полуострове).

№84 – полоний - от лат. Polonia – Польша

№87 – франций

№95 – америций.

№4

…В память успехов астрономии.

Ответы:

№2 – гелий (Гелиос - солнце)

№22 – титан (третий спутник планеты Уран, шестой спутник Сатурна)

№34 – селен (греч. Селена - Луна)

№46 – палладий (планета Паллада)

№52 – теллур (лат. tellus - земля)

№58 – церий (малая планета Церера)

№92 – уран (планета Уран)

№93 – нептуний (планета Нептун)

№94 – плутоний (планета Плутон).

7 Тур «Элементы в теле»

1. Какие химические элементы утверждают, что могут другие вещества рождать? (водород, кислород)
2. Академик А. Е. Ферсман назвал этот элемент «элементом мысли и жизни», без него невозможно существование на Земле живого, в теле человека его примерно 0,8 кг. Он - основа нервных, мышечных, мозговых и костных тканей (фосфор).
3. По распространенности в земной коре он уступает лишь кислороду, кремнию и алюминию. В организме человека его содержится 3г, из них примерно 2 г - в крови. В честь его назван век (железо).
4. В воздухе он главный газ,
   Окружает всюду нас.
   Угасает жизнь растений
   Без него, без удобрений.
   В наших клеточках живет

Важный элемент … (азот)

5. Отгадаем без проблем
   Элемент, известный всем!
   Входит он в состав хлоридов
   И в кислоты разных видов,
   И в поваренную соль -
   Вот какая это роль.
   Газ - зелёный, ядовитый,
   Очень-очень знаменитый (хлор).
6. Какой галоген защищает от кариеса, придаёт твёрдость и белизну зубной эмали? (фтор).

Подведение итогов.

Определяется и награждается команда-победитель, набравшая наибольшее число баллов.

Заключение турнира.

Д.И. Менделеев, сделав свое открытие, был уверен, что «периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только развитие и надстройки обещаются». История химической науки за последующие 150 лет подтвердила справедливость его слов.

А вот в чем Дмитрий Иванович видел смысл учения, мы узнаем, если отгадаем анаграмму (на экране):

– се ен ия Уч бе,

ния – од гим. уче пл дру

(«Учение – себе, плод учения – другим»).

Задачи и упражнения по химии экологического и валеологического характера

В соответствии со стандартом основного общего образования по химии, изучение химии на ступени основного общего образования направлено на достижение нескольких целей, в том числе:

• производить расчеты на основе химических формул веществ и уравнений химических реакций;
• применение полученных знаний и умений для безопасного использования веществ и материалов в быту, сельском хозяйстве и на производстве, решения практических задач в повседневной жизни, предупреждения явлений, наносящих вред здоровью человека и окружающей среде.

На мой взгляд, одновременной реализации этих целей может способствовать решение задач и упражнений экологического и валеологического содержания.

Решение расчетных задач является важным моментом в школьном курсе химии. Однако, многие учителя знают, что при этом обучающиеся часто сталкиваются с трудностями, да и просто не любят решать задачи. Что можно сделать, чтобы повысить мотивацию детей, вызвать интерес к задачам? Все просто – изменить содержание задачи так, чтобы ученики ХОТЕЛИ решить эту задачу. Да заодно получили новую дополнительную информацию. Вот почему в своей повседневной работе я использую задачи экологического и валеологического содержания. Именно так обучающиеся понимают, что химия – это наука, которая помогает беречь окружающую среду и собственное здоровье. Т. е. возникает интерес к изучению науки, она становится для них чем – то личным.

Немаловажен и воспитательный аспект таких задач. Воспитывать у обучающихся стремление к рациональному природопользованию, здоровому образу жизни – вот что дают нам такие задачи.

В данной работе представляю коллегам подборку задач и упражнений для 8 класса по всем темам курса. Большинство задач являются авторскими, однако используются и задачи других авторов из открытых источников. Все задачи и упражнения базового уровня и могут использоваться как на уроках, так и занятиях внеурочной деятельностью. Для каждой темы предложено минимум по 5 задач. При желании каждый учитель может сам создавать подобные задачи и упражнения.

Тема 1. Начальные понятия и законы химии

Массовая доля элемента в соединении.

#1052;олекулярная формула мочевой кислоты, которая при неправильном обмене веществ является опасным продуктом, так как ее соли откладываются в суставах, костях, мозгу, крови, что ведет к различным болезням - C5H4N4O3. Вычислите массовые доли химических элементов в ее молекуле.

2. Одним из наиболее токсичных для человека веществ является никотин. Приём никотина внутрь, (курение), вызывает сердечно - сосудистые заболевания, возникновение врожденных дефектов, отравления, физическую и психическую зависимость, онкологические заболевания. Определите массовые доли элементов, если молекулярная формула никотина C10H14N2 . [1]

3. Озоновый слой - один из верхних слоев атмосферы. Несмотря на его незначительную толщину, он защищает флору и фауну Земли от вредоносных ультрафиолетовых лучей, исходящих от Солнца. Основные причины разрушения озонового слоя – выброс в атмосферу метана СН4, главным "производителем" которого являются скотоводческие фермы, и фреонов, которые представляют из себя производные метана – фторметан, дифторметан, трифтрметан, тетрафторметан, фторхлорметан. Составьте формулы этих фреонов и рассчитайте массовые доли элементов в них. [2]

#1054;дин из важнейших макроэлементов для растений - азот. Он отвечает за обмен веществ и входит в состав всех белков, цитоплазмы, ядер клеток, аминокислот, хлорофилла, гормонов, витаминов. Азот отвечает за все процессы питания, влияет на качество и количество урожая. Поэтому его недостаток задевает жизненно важные функции. В качестве азотных минеральных удобрений используют сульфат аммония (NH4)2SO4 и нитрат аммония NH4NO3. Какое из этих удобрений содержит больше азота? [3]

5. Известный всем витамин С (аскорбиновая кислота) — органическое соединение с формулой C6H8O6, является одним из основных веществ в нашем рационе, которое необходимо для нормального функционирования соединительной и костной ткани. Он выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболических процессов, является антиоксидантом.

При гиповитаминозе и авитаминозе аскорбиновой кислоты наблюдаются:

• Кровоточивость десен, шатание и выпадение зубов;
• Частые кровотечения;
• Длительное заживление ран;
• Частые простудные заболевания;
• Анемия;
• Выпадение волос, сухость кожи;
• Вялость, сонливость, раздражительность.

Рассчитайте массовые доли всех элементов в аскорбиновой кислоте. [4]

Вывод формул веществ по массовым долям элементов.

1. Дефолиантами называются вещества, вызывающие искусственный листопад. Их применение облегчает машинную уборку урожая. В составе одного из дефолиантов обнаружено 21,6% натрия, 33,3% хлора и 45,1% кислорода. Определите химическую формулу этого вещества.

#1042; питьевой воде обнаружены следы хлорбензола. Он широко используется для производства красителей и пестицидов. Вещество оказывает общетоксическое и наркотическое действие, может накапливаться в организме. Действует на кровь и кроветворные органы, вызывает острые отравления и хронические интоксикации. В организм человека поступает через дыхательные пути и неповрежденные кожные

покровы. [26], [27]. При проведении качественного и количественного анализа было установлено, что массовые доли химических элементов в нем таковы: 55 % (С), 4,0 %(Н), 14% (О), 27 % (С1). Установите молекулярную формулу хлорбензола.

#1042; реке Неве обнаружены следы токсического соединения ртути меркурана, имеющего следующий состав: 9% (С), 1,9% (Н), 75,7% (Hg), 13,4% (Cl). Вдыхание паров этого вещества вызывает острые отравления со смертельным исходом. Определите молекулярную формулу меркурана. Каковы могут быть пути попадания меркурана в воду? [5]

4. Ввиду высокой токсичности соединения фосфора используются в качестве пестицидов или боевых отравляющих веществ, одним из которых является зарин. Это отравляющее вещество, обладающее нервно - паралитическим действием. Определите молекулярную формулу зарина, если массовые доли элементов в нем составляют 34,3% (С), 7,1% (H), 13,6%(F), 22,8%(O), а остальное – фосфор. [6]

#1054;дним из наиболее токсичных для человека веществ является сероводород. Он представляет собой бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Сероводорд очень ядовит - оказывает раздражающее и удушающее действие, вызывает поражения нервной системы, дыхательных путей и глаз.

В природе он встречается в небольших количествах в водах минеральных источников, выделяется при разложении остатков животных и растений, а также при гниении пищевых отходов.

Основными источниками техногенных выбросов сероводорода являются газоперерабатывающие и нефтеперерабатывающие производства, заводы синтетических волокон, целлюлозно-бумажные комбинаты, коксохимические производства.

Составьте формулу сероводорода и рассчитайте массовые доли элементов в этом веществе. [7]

Количество вещества

#1042;овочка за день сжевал 10 подушечек жевательной резинки. При этом в его желудке выделилось 10 моль соляной кислоты. Она оказывает раздражающее действие на слизистую оболочку желудка, что может привести к гастриту. Какая масса соляной кислоты испортит желудок Вовочки?

#1055;ри посадке самолет Боинг – 707 выбросил в воздух 150 л оксида азота (I), который является очень токсичным веществом. Какая масса этого вещества попала в воздух?

3. Растения суши и мирового океана ежегодно выделяют при фотосинтезе 320 млрд. т газообразного кислорода, с избытком восполняя расход этого газа в промышленности, энергетике и на транспорте. Сколько молекул O2 ежегодно выделяет земная растительность?

4. Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма по количественному содержанию в теле человека делят на:

• макроэлементы (более 0,01 %);
• микроэлементы (от 10−6 % до 0,01 %);
• ультрамикроэлементы (менее 10−6 %)

Примерно на 96 процентов наш организм состоит из 4-х элементов, которые называют органогенами:

• кислород (65 %);
• углерод (18 %);
• водород (10 %);
• азот (3 %).

Преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества, поэтому дефицит этих элементов ведет к нарушению метаболизма, дисфункции большинства органов и систем. Исходя из массы вашего тела, рассчитайте массы этих элементов в вашем организме, количества веществ и число частиц этих элементов. [8] [9]

5. В 1913 году французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон доказали существование озона в верхних слоях атмосферы. Озон задерживает инфракрасное излучение Земли, тем самым, предохраняя планету от охлаждения. Но главной функцией озона является защита биосферы планеты от жёсткого ультрафиолетового излучения с длинами волн от 250 до 320 нм.

Общая масса озона в атмосфере Земли 4 ∙ 10-6 т. Если собрать весь озон и осадить его на горизонтальную площадку поверхности Земли, то он покроет ее слоем, равным всего 2,9 мм. Однако этот тонкий слой озона уменьшает УФ излучение Солнца в 1017 раз.

Рассчитайте количество вещества озона в атмосфере, число молекул и общий объем озона.

Численность населения Земли в 2019 году составляет 7,678,174,656 человек. Какая масса и число молекул озона приходится на одного жителя Земли? [10]

Относительная плотность газов

1. При получении меди на металлургических предприятиях в атмосферу выбрасывается сероводород, который является одной из причин кислотных дождей. Определите относительную плотность сероводорода Н2S по воздуху.

#1042; состав попутного нефтяного газа входит бутен С4Н8, который используется для получения различных полимерных материалов. Определите относительную плотность бутена по кислороду.

3. К числу важнейших продуктов химической промышленности относится аммиак.

В медицине 10 % раствор аммиака, называемый нашатырным спиртом, применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно — невралгии, миозиты, укусах насекомых, для обработки рук хирурга. Однако, при неправильном применении может вызвать ожоги пищевода и желудка, рефлекторную остановку дыхания (при вдыхании в высокой концентрации). Рассчитайте относительную плотность аммиака по углекислому газу.

#1055;ри использовании в домашних условиях неисправного газового оборудования (газовые плиты, водонагреватели, котлы), может образовываться угарный газ. Он необратимо связывается с гемоглобином крови, препятствуя газообмену и вызывает удушье. Относительная плотность угарного газа по воздуху составляет 1,51. Рассчитайте молярную массу угарного газа и предложите простейшую формулу этого вещества, если известно, что это один из оксидов углерода.

#1042;первые химическое оружие начали применять в 1914 году французские войска. Это было вещество раздражающего действия этилбромацетат. А в апреле 1915 года немецкие войска недалеко от города Ипр (Бельгия) впервые в качестве оружия массового поражения применили хлор. Атака привела к гибели 5000 солдат, еще 10 000 человек стали инвалидами. [11]

Найдите молекулярную формулу газообразного хлора, если его относительная плотность по кислороду составляет 2,21.

Уравнения химических реакций

1. При грозе в месте разряда молнии, при котором создается очень высокая температура (около 1800° С), азот и кислород, которые входят в состав воздуха, взаимодействуют между собой. Образующийся при этом оксид азота (II) легко окисляется дальше кислородом воздуха до оксида азота (IV). Он, в свою очередь, реагирует с водой и кислородом, образуя азотную кислоту. Составьте уравнения реакций, определите типы всех реакций. [12]

2. Одним из основных загрязнителей окружающей среды является металлургия. При обжиге серосодержащих руд в атмосферу попадает большой объем сернистого газа SO2. В воздухе он окисляется кислородом до оксида серы (VI) SO3, а затем, соединяясь с водой, которая всегда присутствует во влажном воздухе, образует серную кислоту Н2SO4. Напишите уравнения этих двух реакций, укажите их тип.

#1055;ри недостатке азота в почве используют азотные удобрения. Наиболее востребованы аммиачная селитра (NH4 NO3), карбамид ((NH2)2CO), сульфат аммония ((NH4)2SO4). Удобрения получают по следующим схемам:

HNO3(разб.) + NH3 → NH4 NO3

NH3 + CO2 → (NH2)2CO + H2O

NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Расставьте коэффициенты в схемах реакций, определите типы химических реакций.

4. В состав автомобильных и авиационных выбросов входят оксиды углерода, горячий водяной пар, кислород, азот, диоксиды азота и серы, которые становятся исходными веществами для образования атмосферных кислот посредством следующих реакций:

NO2 + H2O+ O2 → HNO3;

NO2+ H2O→HNO3+ NO;

SO2+H2O→H2SO3;

SO2+O2→SO3 и SO3+H2O →H2SO4;

P2O5 + H2O → H3PO4;

CO2 + H2O → H2CO3.

Расставьте коэффициенты в схемах реакций. [13]

#1050;ислотные дожди отрицательно влияют не только на живые организмы, но и на памятники культуры и архитектуры. Это связано с тем, что известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей. Многие скульптуры и здания в Санкт – Петербурге за несколько последних десятилетий получили значительно большие повреждения, чем за все предыдущее время. Составьте уравнения реакций действия серной и азотной кислот на карбонат кальция:

СаСО3 + Н2SО4 →

СаСО3 + HNO3 →

Расчеты по химическим уравнениям

#1040;немия – заболевание, связанное с пониженным содержанием железа в организме. Для лечения анемии и для стимуляции работы кроветворных органов используют восстановленное железо. Вычислите массу железа, которая может быть восстановлена алюминием из 10,4 г оксида железа (III). [14]

#1044;ля снижения кислотности почв многие садоводы используют яичную скорлупу, содержащую карбонат кальция СаСО3. Рассчитайте объем углекислого газа, который выделяется при взаимодействии 150 г карбоната кальция с серной кислотой, попавшей в почву после кислотного дождя.

#1048;зжога – неприятное явление, связанная с забросом желудочного сока, содержащего соляную кислоту HCl в пищевод, раздражая и воспаляя его слизистую оболочку. Для устранения изжоги использую препарат «Гастал», одним из компонентов которого является гидроксид магния Mg(OH)2. Рассчитайте массу гидроксида магния, необходимого для нейтрализации 7,1 г соляной кислоты.

#1050;оличественное поддержание кислорода в воздухе осуществляется за счет фотосинтеза. Считается, что больше всех кислорода выделяет тополь, который может вырабатывать от 20 до 40 кг кислорода в сутки, что примерно в 10 раз больше чем выделяет 1 береза, в 7 раз больше, чем ель и в 3 раза больше, чем липа. [15]

Какой объем кислорода образуется из 880 кг углекислого газа, если реакция идет по уравнению:

6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2

5. Пероксид натрия используется на подводных лодках для поглощения углекислого газа и пополнения запаса кислорода в воздухе. Реакция протекает по уравнению:

2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2

За 1 ч взрослый человек выдыхает примерно 20 л (около 40 г) этого газа. Сколько пероксида натрия ( в г) необходимо для утилизации такого количества углекислого газа? Какой объем кислорода образуется при этом?

Тема 2. «Строение вещества»

#1048;з 92 элементов, встречающихся в природе, в организме человека обнаружен 81. Каждый из них выполняет определенную функцию в организме. Например, натрий участвует в водно-солевом обмене; калий способствует выведению воды из организма, передаче нервно-мышечного импульса и сокращению мышц; кальций входит в состав костей и зубов; магний способствует усвоению других микроэлементов и витаминов, снижению артериального давления, повышает стрессоустойчивость. Опишите положение этих элементов в ПСХЭ, рассчитайте число протонов, электронов и нейтронов в их атомах, составьте электронную схему.

#1056;адиоактивные изотопы активно используются для исследования и лечения в различных областях медицины - в онкологии, кардиологии, гепатологии, урологии, нефрологии и т. д. Обычно метод меченых атомов использует радиоактивные изотопы, которые легко могут быть опознаны по своему излучению. В качестве радиоактивных изотопов чаще всего применяют изотопы технеция 99Тс (в диагностике опухолей головного мозга); золота 198Au (для исследования раковых опухолей в критических ситуациях), йода 52I(для диагностики заболеваний щитовидной железы). Рассчитайте число протонов, электронов, нейтронов в данных изотопах. Опишите положение этих элементов в ПСХЭ.

3. Углерод имеет два стабильных изотопа — 12C и 13C и 13 радиоактивных (от 8C до 22C). [16] В медицине используют уреазный дыхательный тест, с помощью которого можно определить, заражен ли желудочно-кишечный тракт бактерией Helicobacter pylori. Эта бактерия является причиной язв, гастритов и онкологических заболеваний желудка. Больному дают выпить раствор мочевины, содержащей 13С. Если бактерия есть и она активна, то ее фермент уреаза разлагает мочевину до 13СО2 и аммиака. Через 20 минут больной выдыхает в пробирку, ее подсоединяют к прибору, и если уровень 13СО2 в выдыхаемом воздухе выше, чем в норме (~1,1%), значит, надо бороться с хеликобактером. В 1996 году американский Комитет по контролю качества пищевых продуктов и лекарств (FDA), а также аналогичная организация в Евросоюзе (EMA, European Medicines Agency) приняли уреазный тест в качестве «золотого стандарта» диагностики H. pylori. [17]

Чем отличаются по количественному ставу изотопы углерода с массовыми числами 12, 13, 14? Составьте электронную и электронографическую схему атома углерода.

#1042;месте с продуктами распада из организма человека выделяются вода, углекислый газ, аммиак NH3, сероводород H2S. Укажите валентности каждого химического элемента. Определите тип химических связей в данных веществах и составьте схемы их образования.

#1055;ероксид водорода Н2О2 – препарат, который используется в виде 3%-ного раствора для остановки капиллярных кровотечений, обеззараживания и механического очищения ран. Фермент каталаза, содержащийся в крови, разлагает пероксид водорода на воду и кислород. Выделяющийся кислород образует пену, которая закупоривает капилляры и останавливает кровотечение; удаляет из ран остатки кровяных сгустков, грязи, другие посторонние элементы. Кроме того, кислород оказывает антисептическое действие.

Составьте уравнение реакции разложения пероксида водорода. Определите тип химической связи в данном веществе и составьте схему ее образования.

Тема 3. Состав и классификация химических соединений

#1052;инеральные воды широко используются для лечения различных заболеваний. Лечебный эффект минеральной воды зависит от ее качественного и количественного состава. В составе воды «Боржоми» обнаружены анионы: гидрокарбонат, сульфат, хлорид, и катионы: магний, кальций, натрий. Составьте формулы всех возможных солей, назовите все вещества.

2. В конце 19 века во время кругосветной экспедиции химик Дитмар выяснил, что в морской воде количественное соотношение главных ионов практически неизменно в различных регионах планеты. Их количество зависит от разных факторов, в том числе и от условий окружающей среды. Качественный и количественный состав ионов в морской воде указан в таблице: [18]

Составьте формулы всех возможных солей, назовите все вещества.

#1052;ногие минералы, входящие в состав земной коры по химическому составу являются оксидами. Например: Fe2O3 – гематит; SiO2 - кварцевой песок, кварц, горный хрусталь; Cu2O – куприт; Al2О3 – рубин, сапфир; MnO2 – пиролюзит; ZnO - цинкит. Определите степени окисления и валентности всех элементов. Составьте формулы соответствующих кислот или оснований, назовите все вещества.

#1042; повседневной жизни мы часто встречаемся с гидроксидами:

• Гидроксид натрия – входит в состав средств для прочистки засоров, моющих средств;
• Гидроксид калия – используется в производстве моющих средств;
• Гидроксид кальция – гашеная известь – входи в состав строительных смесей;
• Из гидроксида никеля (II) прессуют пластины щелочных аккумуляторов;
• Гидроксид алюминия входит в состав антацидных препаратов, т. к. снижает кислотность желудочного сока;
• Гидроксид железа (III) – входи в состав охры.

Составьте формулы данных веществ. Какие из них будут изменять окраску индикаторов? Составьте формулы соответствующих оксидов.

5. В составе растений можно обнаружить почти все химические элементы, существующие на Земле, но для питания и роста им необходимы всего 16 элементов. Основные элементы питания делят на макро - и микроэлементы. К макроэлементам относятся азот (N), калий (K), кальций (Ca), фосфор (P), магний (Mg) и сера (S). При недостатке каких-либо элементов в почве, их вносят искусственно с минеральными удобрениями.

Азот чрезвычайно важен для роста и развития растений. При его недостатке замедляется рост, желтеют листья, уменьшается количество побегов, осыпаются завязи плодов. Составьте формулы следующих азотных удобрений:

Натриевая селитра – нитрат натрия;

Кальциевая селитра – нитрат кальция;

Аммиачная селитра – нитрат аммония;

Сернокислый аммоний – сульфат аммония;

Хлористый аммоний – хлорид аммония.

6. В своей повседневной жизни мы постоянно встречаемся с солями.

Хлорид натрия — используется как приправа к пище, в медицине в виде 0,9%-ного раствора как физиологический раствор;
Фосфат кальция применяется для получения фосфорных удобрений;
Карбонат натрия – кальцинированная сода;

Гидрокарбонат натрия – пищевая сода;

Карбонат калия (поташ) - сырьё в производстве стекла и моющих веществ;

Карбонат кальция - вносят в почву для регулирования её кислотности, используется в зубных пастах в качестве абразивной (соскабливающей) составной части;
В качестве азотных удобрений используют нитрат аммония, нитрат калия, нитрат натрия, нитрат кальция;
В качестве фосфорных удобрений - гидрофосфат и дигидрофосфат кальция, гидрофосфат и дигидрофосфат аммония;

В качестве калийных удобрений используют хлорид калия, сульфат калия, нитрат калия. Как средство борьбы с болезнями растений используется медный купорос, в составе которого присутствует сульфат меди (II);

В медицине для изготовления фиксирующих повязок при переломах применяют гипс – сульфат кальция;

Нитрат серебра – ляпис используется как дезинфицирующее и прижигающее средство;

Фторид натрия входит в состав зубных паст и средств для полоскания для укрепления зубной эмали.

Составьте формулы всех солей.

7. В качестве одного из ядов в прошлом широко использовался мышьяк, но не в свободном виде, а в виде соединений. С 18 века соединения мышьяка применяются в медицине. Непосредственный контакт соединений мышьяка с тканями приводит к их гибели без предшествующего раздражения, т. е. практически безболезненно. Это свойство оксида мышьяка (III) и мышьяковистой кислоты используют в стоматологической практике для удаления нервной ткани. Для этого на обнаженную пульпу наносят пасту, содержащую соединения мышьяка и через 24 – 48 часов нерв погибает. Кроме того, триоксид мышьяка используется для лечения злокачественных опухолей, таких как лейкемия, аутоиммунных заболеваний, бактериальных инфекций.

Составьте формулу оксида мышьяка (III), определите его характер, составьте формулу соответствующей кислоты. Определите заряд иона кислоты, предложите формулы трех солей, содержащих металлы в разных степенях окисления. [19]

8. В составе плазмы крови могут входить в виде ионов следующие соединения: гидрокарбонат натрия, угольная кислота, гидроксид натрия, дигидрофосфатф и гидрофосфаты натрия и аммония. Составьте формулы данных веществ, определите классы неорганических соединений, к которым они относятся. [20]

Тема 4. Растворы. Теория электролитической диссоциации

Массовая доля компонента смеси

#1053;итрат серебра используется в медицине для прижигания и стерилизации ран, удаления мелких бородавок. Сегодня активно применяется в виде ляписного карандаша, однако раньше применяли водный 2%-ный раствор – ляпис. Рассчитайте массы воды и нитрата серебра, которые надо взять для приготовления 100 г ляписа.

2. Фенол С6Н6О — один из промышленных загрязнителей. Он довольно токсичен для животных, человека и бактерий. При попадании на кожу фенол вызывает болезненные ожоги, хроническое отравление фенолом вызывает поражения центральной нервной системы, нервные расстройства, а также поражения почек, печени, органов дыхания и сердечно - сосудистой системы.

Однако он стал первым антисептик в хирургии. 1860-ом году врач Джозеф Листер использовал 5%-ный раствор фенола против нагноений открытых переломов. После этого раствор, названный карболкой, медики стали использовать для обработки рук перед операциями, обработки поверхностей и замачивания белья. [21]

Какая масса фенола должна быть использована для получения 1000 г карболки?

3. Для своевременной и эффективной борьбы с грибковыми заболеваниями растений в саду и огороде применяется раствор медного купороса CuSO4•5H2O. Однако надо учитывать, что ионы меди в больших дозах токсичны для человека и представляют опасность. При перенасыщении почвы медью некоторые растения заболевают хлорозом из-за ухудшения усваивания железа, в продукции снижается содержание белков и, как следствие, ухудшение ее качества. Поэтому использовать медный купорос надо при строгом соблюдении дозировки.

0,2 % раствор применяется для получения ранних всходов семян после замачивания; 1%-ный раствор - для обработки ран у кустарников и плодовых деревьев; почву дезинфицируют 5%-ным раствором. Рассчитайте массу воды и безводного сульфата меди (II), которые надо взять для получения 500 г растворов каждой концентрации. [22]

4. Облегчить боль при ангине или простуде помогает полоскание горла раствором поваренной соли. Данное средство относится к природным антисептикам. Оно облегчает работу иммунной системы за счет вымывания слизи; предотвращает заболевания зубов и десен; облегчает боль и жжение в глотке; оказывает противовоспалительный эффект.

Для приготовления такого раствора в 200 г теплой кипяченой воды растворяют 0,5 чайной ложки поваренной соли (3,5 г). Какова массовая доля поваренной соли в таком растворе?

5. Соляной раствор — сильнейший антисептик. Во время Второй мировой войны, когда врачам не хватало лекарств и дезинфицирующих средств, соляной раствор применялся для лечения ранений. На раны наносилась салфетка, смоченная в соляном растворе, и уже через пару дней они становились чистыми и затягивались. Соль обладает абсорбирующим действием, вытягивая все патогенные организмы из поврежденных тканей, способствует заживлению и быстрой регенерации клеток, улучшает циркуляция крови и отток лимфы.

Солевой раствор помогает вылечить холецистит, нефрит, хронический аппендицит, воспалительные процессы в легких, суставной ревматизм, остеомиелит, осложнения, возникающие после аллергических реакций, абсцессы и ушибы. [23]

Для приготовления такого раствора в 1 литре воды растворяют 90 г поваренной соли. Рассчитайте массовую долю соли в таком растворе.

6. Только 3% земной воды является пресной. Вся остальная вода – соленая. Концентрации солей в морях мира отличаются незначительно друг от друга и равны в среднем 34,7%. Отклонения от этого значения происходят в областях интенсивного испарения при незначительной подпитке пресной водой (приблизительно 40% в Красном море) и в областях интенсивной подпитки пресной водой и незначительного перемешивания (3-20% в Балтийском море). В таблице представлены средние значения массы солей (в г), находящихся в 1 кг морской воды: [24]

Рассчитайте массовые доли солей в водах различных морей.

7. Кровь — жидкая и подвижная соединительная ткань внутренней среды организма, которая состоит из жидкой среды — плазмы и взвешенных в ней клеток — форменных элементов: лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов. Массовая доля крови для взрослого человека составляет 6—8 % от массы тела. У взрослого человека форменные элементы крови составляют около 40—50 %, а плазма — 50—60 %. Кроме того, в крови содержатся твердые и жидкие растворенные вещества и газы.

К ним относятся:

• Белки 7—8 % от массы плазмы;
• Минеральные соли — 0,9—0,95 % от массы плазмы;
• Сахар - 5,5% от массы плазмы.

Кровь непрерывно циркулирует в замкнутой системе кровеносных сосудов и выполняет в организме различные функции: транспортную, защитную — обеспечение клеточной и гуморальной защиты от чужеродных агентов; гомеостатическую, механическую. Поэтому кровопотери очень опасны для человека. Смертельной для человека является потеря более 70 % общего количества крови.

На основании приведенных данных рассчитайте массу крови в своем организме, массу плазмы, форменных элементов, белков, минеральных солей, сахара, а также возможную критическую кровопотерю. [25]

7. Основной причиной порчи продуктов питания является поступление извне микроорганизмов при хранении и перевозках. Бактерии, плесени и дрожжи, которые могут благоприятно развиваться на поверхности и внутри продуктов вызывают микробиальные процессы. Гнилостные бактерии разлагают белки и жиры, плесневые грибки выделяют разнообразные ферменты, которые разлагают белки, жиры и углеводы, переводя их в растворимое состояние, дрожжи разлагают сахар на спирт и углекислый газ.

Для продления срока годности продуктов используют консерванты - вещества, подавляющие развитие микроорганизмов. К таким веществам относят поваренную соль, уксус, сахар, спирт.

Для консервации огурцов на 1 л воды взяли 2 столовые ложки (50 г) соли, 2 столовые ложки (40 г) сахара, 1 чайную ложку (7 г) зерен горчицы, 7 горошин (21 г) душистого перца. Рассчитайте массовые доли всех компонентов в полученном маринаде.

8. Для нормального функционирования организма человека необходимо 70 элементов. Некоторые из них нужны в большом количестве, их называют макроэлементы. К микроэлементам относят элементы, содержащиеся в очень небольших количествах - менее 0,015 г. Чаще всего они входят в состав различных ферментов. Изменение их содержания в организме является чувствительным тестом на расстройство здоровья. Среднее содержание микроэлементов в организме взрослого человека массой 70 кг составляет: йод – 0,013 г., марганец – 0,012 г., хром – 0,002 г., кобальт – 0,0015 г. Рассчитайте массовые доли этих элементов в организме взрослого человека.

Классы неорганических соединений с точки зрения ТЭД

#1040;зот проявляет несколько положительных степеней окисления: +1, +2, +3, +4, +5. Во всех степенях окисления он может образовывать оксиды.

Оксид азота (I). Вдыхание небольших количеств N2O приводит к притуплению болевой чувствительности, поэтому в смеси с кислородом применяется для наркоза. В малых количествах N2O вызывает чувство опьянения (отсюда название «веселящий газ»). Вдыхание чистого N2O быстро вызывает наркотическое состояние и удушье. Получают разложением нитрата аммония на оксид и воду (1);

Оксид азота (II) - образуется из азота и кислорода при сильных электрических разрядах (например, во время грозы) или при высокой температуре (2). Задействован в ряде физиологических процессов, таких как регуляция артериального давления, передача нервных импульсов, свертывания крови и иммунный ответ. В больших концентрациях ядовит, раздражает дыхательные пути и глаза. При вдыхании связывается с гемоглобином и блокирует его. На воздухе легко окисляется до оксида азота (IV) (3);

Оксид азота (III) - получают взаимодействием оксидов азота (I) и (II) при низких температурах (4);

Оксид азота (IV) – ядовитый газ бурого цвета. Вдыхание паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Образуется при сжигании автомобильного и самолетного топлива и является одним из газов, вызывающих кислотные дожди, т. к. при растворении в воде в избытке кислорода дает азотную кислоту (5);

Оксид азота (V) – кислотный оксид. При растворении в воде также образует азотную кислоту (6).

Составьте формулы всех оксидов азота и уравнения реакций 1-6, упоминаемых в тексте.

2. Ртуть является тяжелым металлом, пары и соли которого опасны для здоровья и жизни человека. При комнатной температуре она находится в жидком состоянии, поэтому легко испарятся и может попадать в организм при дыхании. Наиболее выраженное токсическое действие она оказывает на детей, беременных женщин и людей пожилого возраста.

При проникновении паров данного метала в верхние дыхательные пути происходит их окисление и соединение образовавшихся молекул с белками. Данные соединения с кровью разносится по всему организму. Ртуть оседает в почках, костном мозге, селезенке, легких.

Ртуть широко используют не только в промышленности, но и при изготовлении термометров и энергосберегающих ламп.

В лаборатории при разливах ртути для недопущения распространения ртутных паров используют порошок серы. В домашних условиях место разлива ртути обрабатывают раствором медного купороса CuSO4.

Составьте уравнения реакций взаимодействия ртути с серой и раствором сульфата меди (II). Для второй реакции составьте ионное уравнение.

#1055;ищевая сода – гидрокарбонат натрия - находит широкое применение в домашних условиях. При нагревании она разлагается с выделением углекислого газа. Это свойство применяется для разрыхления теста (1). При выпечке для придания изделиям объема, часто соду «гасят» уксусом, т. е. смешивают с уксусной кислотой СН3СООН (2). Выделяющийся при этом углекислый газ поднимается и делает выпечку более пышной.

Водный раствор соды используют при изжоге, т. к. она нейтрализует соляную кислоту, содержащуюся в желудочном соке (3).

Составьте уравнения реакций 1-3. Для реакций № 2 и 3 составьте ионные уравнения.

4. Зубная эмаль является самой твердой тканью организма. Она защищает зубы. Однако эмаль, устойчивая к щелочной среде слюны, начинает быстро разрушаться в кислотной среде. Причиной закисления слюны является деятельность микроорганизмов, живущих в зубном налете.

При употреблении сладостей бактерии, живущие в зубном налете, начинают усиленно вырабатывать кислоту. Кислота при контакте с зубом размягчает и разрыхляет его эмаль, что может привести к эрозии. Если приемы сладкой пищи не частые, то слюна обезвреживает действие бактерий и защищает зубы, но если сладости периодически поступают на протяжении всего дня, особенно при употреблении карамелей и леденцов, которые находятся в ротовой полости длительное время, организм не успевает вырабатывать достаточное количество слюны, и это ускоряет развитие кариеса.

Поэтому так важно несколько раз в день чистить зубы и употреблять как можно меньше сладостей.

Одним из компонентов зубной эмали является фосфат кальция. Смоделируйте процесс разрушения зубной эмали, составив молекулярное и ионное уравнения реакций взаимодействия соляной и серной кислот с фосфатом кальция.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ

1.

2.

3.

4.

5.

6.#Токсикология_соединений_фосфора

7.

8.

9.

10. :30/

11.

#1061;имия. 8 класс: учеб. пособие для общеобразоват. организаций/ О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А.Сладков. – М.: Просвещение, 2018

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19. Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас. М.: Высшая школа, 1992. Стр. 173.

#1045;рыгин Д. П., Шишкин Е. А. Методика решения задач по химии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов и хим. спец. – М.: Просвещение, 1989

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.