1010

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

В табл. 1 приводятся названия и формулы важнейших кислот и соответствующих 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.

10

Свойства кислот

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 ( <0), при этом выделяется свободный водород. С малоактивными металлами ( >0) 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.

Сольюназываютпродукт замещения водородав кислотена металл. Основные типы солей:

средние – NaCl, K2CO3, KMnO4, Ca3(PO4)3 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;

11

3) кислотного оксида и основания:

SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O;

4)кислотного и основного оксидов: MgO + CO2 → MgCO3;

5)металла с концентрированной кислотой:

Fe + 6HNO3 → 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.

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)пригидролизесреднихсолей,образованныхслабымиоснованиями: AlCl3 +H2O → AlOHCl2 + HCl.

Свойства солей

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 слабодиссоциирующее соединение.

12

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

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 фильтрованной 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 графическую формулу.

1.2.Взаимодействие оксида металла с водой.

Впробирку налейте дистиллированной воды (1/3 пробирки) и поместите в нее комочек негашеной извести CaO, тщательно переме-

шайте, добавьте 1 2 капли фенолфталеина. Отметьте наблюдаемые явления, напишите уравнение реакции. Назовите полученное соединение, дайте его графическую формулу.

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

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

13

Опыт 3. Получение и свойства амфотерных гидроксидов.

В пробирку налейте небольшое количество (1/4 пробирки) раствора соли нитрата хрома (III) Cr(NO3)3 или нитрата цинка Zn(NO3)2. Прибавьте небольшое количество раствора гидроксида натрия 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 гидроксида хрома (III) Cr(OH)3. Запишите уравнения 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 полученного соединения, запишите уравнение реакции. Дайте графическую формулу, укажите ступенчатую диссоциацию кислоты.

4.2.Реакция обмена между солью и кислотой.

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

Опыт 5. Некоторые способы получения средних солей.

5.1. Взаимодействие основания и кислоты.

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

5.2.Взаимодействие металла с кислотой.

В пробирку с разбавленной соляной кислотой 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 гидроксида бария Ba(OH)2 и пропустите из аппарата Киппа углекислый газ. Наблюдайте образование нерастворимой средней соли. Запишите уравнение реакции, отметьте цвет осадка, назовите полученную соль.

14

5.4. Взаимодействие основания и соли (реакция обмена).

Налейте в пробирку раствор гидроксида бария Ba(OH)2 и добавьте к нему раствор хромата калия K2CrO4. Запишите уравнение реакции. Отметьте цвет осадка и назовите полученную соль.

5.5. Взаимодействие двух солей (реакция обмена).

Налейте в пробирку раствор нитрата свинца Pb(NO3)2 и прибавьте раствор йодида калия KI. Запишите уравнение реакции. Отметьте цвет осадка и назовите полученную соль.

5.6.Взаимодействие металла и соли (реакция замещения).

Впробирку с раствором сульфата меди 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.

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

а) образования средней соли CaCO3;

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

6.2.Получение основной соли путем взаимодействия нормальной соли с небольшим количеством щелочи.

Краствору хлорида кобальта (II) CoCl2 прибавьте немного раствора гидроксида натрия 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.

15

4.Напишите 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.Приведите уравнения реакций, в которые вступают амфотерные ок-

сиды: РbO, Cr2O3, BeO?

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

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

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

11.Запишите уравнения реакций получения растворимых и нерастворимых гидроксидов.

12.Уравнениямихимическихреакцийпокажтиесвойствагидроксидакальция.

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

акцию КОН: MgO, Mn2O7, Al2O3, N2O3?

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

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

16.Запишите уравнения реакций ступенчатой диссоциации следую-

щих гидроксидов: Fe(OH)3, Sn(OH)4, Bi(OH)3.

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

18.Что называется кислотой?

19.Запишите уравнения реакций получения кислородсодержащих и бескислородных кислот.

20.Важнейшие кислоты и названия их солей.

21.Напишите уравнения реакций получения угольной кислоты.

22.Как определяется основность кислот? Примеры.

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

24.С какими из перечисленных веществ вступает в реакцию серная кислота?Назватьобразующиесясоединения:Al,CuO,N2O3,Cr(OH)3,Ba(NO3)2.

16

25. Распределите по классам соединений: CaSO4, MgO, CaCl2, Na2HPO4, H2CO3, H2S, Pb(OH)2, Pb(OH)4, N2O5, N2O3, KHCO3, (MgOH)2CO3 и назовите их в соответствии с номенклатурой.

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

27. Напишите формулы соединений:

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

в) оксидхлора(I),оксидхлора(III),оксидхлора(VII),гидрокарбонаткалия. 28. 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?

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),

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) основание; 2) основные оксиды; 3) кислоты.

14.Амфотерный оксид – это

24.По числу атомов водорода соляная кислота относится к

1)одноосновной;

2)двухосновной;

3)трехосновной.

25.Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием

19