808

K2O + CO2 → K2CO3;

CaO + N2O5 → Ca(NO3)2.

Кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислоты: SO2 + H2O ↔ H2SO3;

CrO3 + H2O → H2CrO4.

Только один из кислотных оксидов – оксид кремния SiO2 – не реагирует с водой, так как соответствующая ему кремниевая кислота не растворима в воде. Кислотные оксиды ещё называют ангидридами.

Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием солей: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O;

P2O5 + 6KOH → 2K3PO4 + 3H2O.

Кислотныеоксидыреагируютсосновнымиоксидамисобразованиемсолей: SiO2 + Na2O → Na2SiO3;

V2O5 + CaO → Ca(VO3)2.

Амфотерные оксиды с водой не реагируют, но реагируют с кислотами подобно основным оксидам:

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O;

Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O.

С основаниями амфотерные оксиды реагируют подобно кислотным, то есть входят в состав кислотного остатка:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O (при сплавлении); ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] (в растворе щелочи).

Гидроксиды – это сложные соединения, состоящие из оксида и воды. Гидроксиды обычно рассматривают как продукты взаимодействия оксидов с водой независимо от того, наблюдается это взаимодействие в действительности или гидроксид может быть получен только косвенным путем. Оксиды металлов, взаимодействуя с водой, дают основные гидроксиды или основания. Оксиды неметаллов, соединяясь с водой, образуют кислотные гидроксиды или кислоты.

Гидроксиды металлов, которые могут проявлять как основные, так и кислотные свойства, называются амфотерными гидроксидами.

Основания – это сложные соединения, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп. Например, Ni(OH)2, Cu(OH)2, Mg(OH)2, AgOH и другие.

Растворимые в воде основания называют щелочами: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2.

Основания получают при взаимодействии:

1) щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

11

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2;

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2;

2) при взаимодействии оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

K2O + H2O → 2KOH;

BaO + H2O → Ba(OH)2;

3) нерастворимые основания получают при реакции солей со щелочами: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4;

FeCl2 + 2KOH → Fe(OH)2 + 2KCl.

Основания взаимодействуют с кислотными оксидами, кислотами и солями:

Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O;

Fe(OH)2 + H2CO3 → FeCO3 + 2H2O;

2KOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2KCl.

Амфотерные гидроксиды способны реагировать как с кислотами, так и со щелочами, но в воде не растворяются:

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O; Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (в растворе);

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (при сплавлении).

Кислоты – это сложные соединения, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться металлом, и аниона кислотного остатка.

Все кислоты подразделяются:

1)по содержанию кислорода – на кислородсодержащие (H2SO4, HNO3, H3PO4) и бескислородные (HCl, H2S, HCN);

2)по числу атомов водорода – на одноосновные (HCl, HNO3), двухосновные (H2CO3, H2SO4, H2S) и трехосновные (многоосновные) (H3PO4, H3AsO4);

3)по степени диссоциации – на сильные электролиты (HCl, H2SO4, HNO3, HI, HBr) и слабые электролиты (H2CO3, H2S и др.);

4)по окислительной способности – на кислоты-сильные окислители (HNO3, H2SO4, H2CrO4, HMnO4) и неокислительные кислоты.

Втаблице приводятся названия и формулы важнейших кислот и соответствующих солей.

12

Названия и формулы важнейших кислот и солей

Кислоты в лаборатории можно получить: 1) при растворении кислотных оксидов в воде:

N2O5 + H2O → 2HNO3;

CrO3 + H2O → H2CrO4;

2) при взаимодействии солей с сильными кислотами: Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3 + 2NaCl;

Pb(NO3)2 + 2HCl → PbCl2 + 2HNO3.

Кислоты взаимодействуют с металлами, основаниями, основными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами и солями:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ;

Cu + 4HNO3(концентр.) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O;

H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O;

2HBr + MgO → MgBr2 + H2O;

6HI + Al2O3 → 2AlBr3 + 3H2O;

H2SO4 + Zn(OH)2 → ZnSO4 + 2H2O;

AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3.

Обычно кислоты взаимодействуют только с теми металлами, которые в электрохимическом ряду напряжения стоят до водорода, при

13

этом выделяется свободный водород. С малоактивными металлами (в электрохимическом ряду напряжения стоят после водорода) такие кислоты не взаимодействуют. Кислоты, являющиеся сильными окислителями (азотная, концентрированная серная), реагируют со всеми металлами, за исключением благородных (золото, платина), но при этом выделяется не водород, а вода и оксид, например, SO2 или NO2.

Солью называют продукт замещения водорода в кислоте на металл.

Все соли делятся на:

средние – NaCl, K2CO3, KMnO4, Ca3(PO4)2 и др.; кислые – NaHCO3, KH2PO4;

основные – CuOHCl, Fe(OH)2NO3.

Средней солью называется продукт полного замещения ионов водорода в молекуле кислоты атомами металла.

Кислые соли содержат атомы водорода, способные участвовать в химических обменных реакциях. В кислых солях произошло неполное замещение атомов водорода атомами металла.

Основные соли – это продукт неполного замещения гидроксогрупп оснований многовалентных металлов кислотными остатками. Основные соли всегда содержат гидроксогруппу.

Средние соли получают взаимодействием:

1) кислоты и основания:

NaOH + HCl → NaCl + H2O; 2) кислоты и основного оксида:

H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O; 3) кислотного оксида и основания:

SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O; 4) кислотного и основного оксидов:

MgO + CO2 → MgCO3;

5) металла с кислотой:

Fe + 6HNO3(концентр.) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O; 6) двух солей:

AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3;

7) соли и кислоты:

Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3 ; 8) соли и щелочи:

CuSO4 + 2CsOH → Cu(OH)2 + Cs2SO4.

14

Кислые соли получают:

1) принейтрализациимногоосновныхкислотщелочьювизбыткекислоты: H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O;

2)при взаимодействии средних солей с кислотами:

СaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2;

3)при гидролизе солей, образованных слабой кислотой:

Na2S + H2O → NaHS + NaOH.

Основные соли получают:

1) при реакции между основанием многовалентного металла и кислотой в избытке основания:

Cu(OH)2 + HCl → CuOHCl + H2O;

2)при взаимодействии средних солей со щелочами:

СuCl2 + KOH → CuOHCl + KCl;

3)при гидролизе средних солей, образованных слабыми основаниями:

AlCl3 +H2O → AlOHCl2 + HCl.

Соли могут взаимодействовать с кислотами, щелочами, другими солями, с водой (реакция гидролиза):

2H3PO4 + 3Ca(NO3)2 → Ca3(PO4)2 + 6HNO3;

FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl;

Na2S + NiCl2 → NiS + 2NaCl.

В любом случае реакция ионного обмена идет до конца только тогда, когда образуется малорастворимое, газообразное или слабо диссоциирующее соединение.

Кроме того, соли могут взаимодействовать с металлами при условии, что металл более активный (имеет более отрицательный электродный потенциал), чем металл, входящий в состав соли:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.

Для солей также характерны реакции разложения: BaCO3 → BaO + CO2 ; 2KClO3 → 2KCl + 3O2 .

Лабораторная работа №1

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ, КИСЛОТ И СОЛЕЙ

15

Опыт 1. Получение щелочей.

1.1.Взаимодействие металла с водой.

Вкристаллизатор или фарфоровую чашечку налейте дистиллированной воды (примерно 1/2 сосуда). Получите у преподавателя кусочек металлического натрия, предварительно подсушенного фильтровальной бумагой. Бросьте кусочек натрия в кристаллизатор с водой. По окончании реакции добавьте несколько капель фенолфталеина. Отметьте наблюдаемые явления, составьте уравнение реакции. Назовите полученное соединение, запишите его структурную формулу.

1.2.Взаимодействие оксида металла с водой.

Впробирку налейте дистиллированной воды (1/3 пробирки) и поместите в нее комочек CaO, тщательно перемешайте, добавьте 1 – 2 капли фенолфталеина. Отметьте наблюдаемые явления, напишите уравнение реакции. Назовите полученное соединение, дайте его структурную формулу.

Опыт 2. Получение нерастворимых оснований путем реакции обмена соли со щелочью.

В пробирку налейте небольшое количество (1/4 пробирки) раствора соли FeCl3 или CuSO4 и прибавьте такое же количество раствора NaOH, напишите уравнение реакции, отметьте цвет и структуру выпавшего осадка, назовите полученное основание, запишите его структурную формулу.

Опыт 3. Получение и свойства амфотерных гидроксидов.

В пробирку налейте небольшое количество (1/4 пробирки) раствора соли Cr(NO3)3 или Zn(NO3)2. Прибавьте небольшое количество раствора NaOH, запишите уравнение реакции, отметьте цвет и структуру осадка. Разделите полученный осадок пополам в две пробирки, к одной части прибавьте раствор кислоты (например, HCl), к другой – избыток щелочи (NaOH). Наблюдайте растворение осадков. Сделайте вывод относительно свойств Cr(OH)3. Запишите уравнение реакций.

Опыт 4. Получение и свойства кислот.

4.1.Взаимодействие кислотного оксида с водой.

Впробирку налейте дистиллированной воды (1/3 пробирки) и пропустите из аппарата Киппа углекислый газ. Испытайте лакмусовой бумажкой реакцию среды. Сделайте вывод относительно полу-

16

ченного соединения, запишите уравнение реакции. Дайте структурную формулу, укажите ступенчатую диссоциацию кислоты.

4.2.Реакция обмена между солью и кислотой.

Впробирку налейте концентрированный раствор Na2SiO3 (1/4 пробирки), осторожно небольшими порциями прибавляйте разбавленный раствор HCl до образования студня кремниевой кислоты. Запишите уравнение реакции, структурную формулу полученной кислоты и уравнения ступенчатой диссоциации кислоты.

Опыт 5. Некоторые способы получения средних солей.

5.1. Взаимодействие основания и кислоты.

Краствору Ba(OH)2 прибавьте разбавленной H2SO4. Напишите уравнение реакции. Отметьте цвет осадка, назовите полученную соль.

5.2.Взаимодействие металла с кислотой.

В пробирку с разбавленной HCl бросьте 1 – 2 кусочка цинка. Наблюдайте выделение пузырьков газа. Запишите уравнение реакции. Назовите полученную соль.

5.3. Взаимодействие основания и кислотного оксида.

Налейте в пробирку раствор Ba(OH)2 и пропустите из аппарата Киппа углекислый газ. Наблюдайте образование нерастворимой средней соли. Запишите уравнение реакции, отметьте цвет осадка, назовите полученную соль.

5.4.Взаимодействие основания и соли (реакция обмена).

Налейте в пробирку раствор Ba(OH)2 и добавьте раствор K2CrO4. Запишите уравнение реакции. Отметьте цвет осадка и назовите полученную соль.

5.5.Взаимодействие двух солей (реакция обмена).

Налейте в пробирку раствор Pb(NO3)2 и прибавьте раствор KJ. Запишите уравнение реакции. Отметьте цвет осадка и назовите полученную соль.

5.6.Взаимодействие металла и соли (реакция замещения).

В пробирку с раствором CuSO4 бросьте 2 – 3 кусочка цинка. Прокипятите. Наблюдайте обесцвечивание раствора. Запишите уравнение реакции. Назовите получившуюся соль.

Опыт 6. Получение кислых и основных солей.

6.1. Получение кислой соли путем взаимодействия основания с избытком кислоты.

17

Налейте в пробирку раствор Ca(OH)2 (1/3 пробирки) и пропустите СО2 из аппарата Киппа. Сначала образуется нерастворимая соль, которая при дальнейшем пропускании СО2 переходит в растворимую соль. Запишите уравнение реакций:

а) образования средней соли CaCO3;

б) взаимодействия средней соли с СО2 и водой с образованием кислой соли Ca(HCO3)2. Назовите полученные соли.

6.2. Получение основной соли путем взаимодействия нормальной соли

снебольшим количеством щелочи.

Краствору хлорида кобальта (II) прибавьте немного раствора NaOH. Образуется осадок основной соли. Запишите уравнение реакции. Отметьте цвет осадка, назовите получившуюся соль.

Вопросы для самоконтроля

1.Что называется оксидом?

2.Классификация оксидов. Примеры.

3.Составьте формулы высших оксидов следующих элементов:

а) К, Ва, Аs, W, Сl; б) Zn, Mg, Al, N, Mn.

4.Запишите уравнения реакций всех возможных способов получения кислотных оксидов.

5.Опишите общие химические свойства и способы получения следующих оксидов: СаО, Р2О5, Na2O, В2О3.

6.С какими из перечисленных веществ будет реагировать ВаО? Запишите уравнение реакций: Mg(OH)2, N2O5, Н2SO3, СО2, К2О.

7.Уравнениями химических реакций опишите свойства амфотерных оксидов: Cr2O3, BeO.

8.Среди перечисленных ниже оксидов отметьте основные. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций: N2O5, Li2O, As2O5, CaO.

9.Какие из перечисленных ниже оксидов будут взаимодействовать с оксидами металлов? Запишите уравнение реакций: SO3, SrO, ZnO.

10.Какие из перечисленных ниже оксидов будут взаимодействовать с Р2О5? Запишите уравнения реакций: СО, Al2O3, As2O5, CaO.

11.Запишите уравнения реакций получения растворимых и нерастворимых гидроксидов.

12.Уравнениями химических реакций покажите свойства гидроксида кальция.

13.С каким из нижеперечисленных соединений будет вступать в ре-

акцию КОН: MgO, Mn2O7, Al2O3, N2O3?

18

14.Назвите следующие гидроксиды: LiOH, Fe(OH)3, NH4OH, Pb(OH)4, Sn(OH)2.

15.Напишите химические формулы: гидроксида висмута (III), гидроксида бария, гидроксида лития.

16.Запишите уравнения реакций взаимодействия амфотерных гидроксидов Pb(OH)2 и Cr(OH)3 со щелочью и кислотой.

17.Что называется кислотой?

18.Запишите уравнения реакций получения кислородных и бескислородных кислот.

19.Важнейшие кислоты и названия их солей.

20.Напишите уравнения реакций получения угольной кислоты.

21.Как определяется основность кислот? Примеры.

22.Напишите ступенчатую диссоциацию следующих кислот: кремниевой, хромовой, мышьяковой.

23.С какими из перечисленных ниже веществ вступает в реакцию серная кислота? Назовите образующиеся соединения: Al, CuO, N2O3, Cr(OH)3, Ba(NO3)2.

24.Распределите по классам соединений CaSO4, H2S, MgO, CaCl2, Na2HPO4, H2CO3, Pb(OH)2, Pb(OH)4, N2O5, KHCO3, (MgOH)2CO3 и на-

зовите их в соответствии с номенклатурой.

25.Напишите реакции разложения: Pb(OH)2→…; Pb(OH)4→…; Al2(CO3)3→….

26.Напишите формулы соединений:

а) фосфорная кислота, азотная кислота; б) гидроксид бария, гидроксид хрома(3);

в) оксид хлора(I), оксид хлора(III), оксид хлора(VII), гидрокарбоната калия.

27. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: MgCO3→ MgO→ Mg(NO3)2→

Mg(OH)2→MgO.

Тест для подготовки к экзамену

1.Какие из приведенныхнижереакций невозможны?

1)HC1 + Cu → ; 2) SO2+K2O → ; 3) Na2O + Са(ОН)2 →.

2.С какими веществами не взаимодействует Cs2O?

3. Какие из приведённых реакций возможны?

19

1) Сu + HCI; 2) СО2 + Са(ОН)2; 3) Al + NaOH.

4.Оксиды – это соединения, состоящие из

1)металла и кислотного остатка;

2)металла и кислорода;

3)металла и водорода.

5.Какой металл будет взаимодействовать как с раствором H2SO4(разб),

6. К какому классу неорганических соединении относится Ca(HSO4)2?

8.Кислоты – это соединения, состоящие из

1)металла и кислорода;

2)водорода и кислотного остатка;

3)металла и кислотного остатка.

9.К каким солям относится (CaOH)2SO4?

11.Соли – это соединения, состоящие из

1)металла и гидроксогруппы;

2)металла и кислорода;

3)металла и кислотного остатка.

12.Какой металл взаимодействует с раствором щелочи?

13.С какими веществами не взаимодействует СаСl2?

1)с основаниями;

2)с основными оксидами;

3)с кислотами.

20