Билет № 7

1. Взаимосвязь между классами неорганических соединений: возможность получения одних веществ из других (примеры реакций).

Между классами неорганических соединений возможны взаимные превращения. Осно́вные оксиды (щелочных и щелочноземельных металлов) реагируют с водой, при этом получаются основания. Например, оксид кальция (негашеная, или жжёная известь) реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (гашеной извести):

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Нерастворимые основания не могут быть получены таким путем, но они разлагаются при нагревании с образованием основных оксидов. Например, при нагревании гидроксида меди (II) образуются оксид меди (II)  и вода:

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

Большинство кислотных оксидов реагируют с водой с образованием кислот. Так, оксид серы (VI), или серный ангидрид, присоединяет воду с образованием серной кислоты:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Слабые кислоты разлагаются при нагревании с выделением оксидов. Серни́стая кислота разлагается на оксид серы (IV), или серни́стый газ, и воду:

H₂SO₃ = H₂O + SO₂↑

Соли могут быть получены как при взаимодействии оснований с кислотами (реакция нейтрализации):

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O (образовался сульфат натрия),

так и при взаимодействии щелочей с кислотными оксидами:

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O (образовался карбонат кальция)

или основных оксидов с кислотами:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Нерастворимые основания могут быть получены из растворов солей в результате реакции обмена:

CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Кислоты можно получать из солей, вытесняя их более сильными (менее летучими) кислотами:

Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓ (при избытке HCl в осадок выпадает нерастворимая кремниевая кислота)

NaNO₃ + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HNO₃↑ (при нагревании нитратов с серной кислотой, азотную кислоту как более летучую получают, охлаждая на выходе из сосуда)

Наконец, прокаливанием известняка получают оксид кальция (жженую известь) и углекислый газ:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑

Генетическая связь между классами неорганических соединений может быть проиллюстрирована следующей схемой:

основные оксиды  ↔  основания ↑↓        ↑↓     с о л и  ↑↓        ↑↓ кислотные оксиды ↔ кислоты

Более подробные схемы: Генетические ряды между классами веществ

2. Задача. Вычисление количества вещества (или объема) газа, необходимого для реакции с определенным количеством вещества (или объемом) другого газа. Пример:

2. Сколько литров кислорода необходимо для сгорания 89,6 литров водорода?

Решение:

1. Объем газа пропорционален количеству вещества: v = 22,4 л/моль • n, где 22,4 — молярный объем, т.е. объем одного моля любого газа, n — количество вещества (моль)

2. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом): 89,6 л     x л      2H₂ + O₂ = 2H₂O 2 моль     1 моль

3. Составляем пропорцию: 89,6 л — x л 2 моль — 1 моль (или с пояснением: для сгорания 89,6 л водорода требуется x л кислорода, а для 2 моль — 1 моль)

4. Находим x: x = 89,6 л • 1 моль / 2 моль = 44,8 л

Ответ: 44,8 л.