тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки
Тема 7. Основи, солі, амфотерні сполуки. Генетичні зв’язки між класами неорганічних сполук
Перевірте свої знання
Виконайте тест 13. На його виконання відводиться 15 хвилин. Під час роботи над тестом не можна користуватися словниками, підручниками, посібниками, довідниками тощо.
тест 13 (вступний)
1. |
Визначте речовину «Х», що відповідає схемі перетворень Са → Х → СаСО3. |
|
|
А Ca(OH)2 |
В Ca(NO3)2 |
|
Б CaCl2 |
Г CaSO4 |
2. |
Укажіть ряд речовин, у якому наведено тільки солі сульфатної кислоти: |
|
|
А СO2, K2CO3, Na2CO3 |
В Na2SO3, K2SO3, BaSO3 |
|
Б Na2SO4, Na2O, K2SO3 |
Г Na2SO4, K2SO4, BaSO4 |
3. |
Позначте, до якого класу неорганічних сполук належить неорганічна речовина «Х», що бере |
|
участь у реакції за схемою: барій гідроксид + Х → барій карбонат + луг. |
||
|
А кислота |
В основний оксид |
|
Б основа |
Г сіль |
4. Установіть відповідність між речовиною та класом неорганічних сполук, до якого належить ця речовина.
А HNO3 |
1 |
сіль |
Б Ca(OH)2 |
2 |
кислота |
В CaO |
3 |
оксид |
Г CaSO4 |
4 |
основа |
5. Установіть послідовність утворення речовин у ланцюгу перетворень від лужного металу до питної соди.
А Na2CO3 |
В Na |
Б NaOH |
Г NaHCO3 |
6. Визначте об’єм водню (н. у.), що утворюється під час розчинення металічного кальцію кількістю речовини 5 моль у великому надлишку води.
48
www.e-ranok.com.ua
тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки
теоретична частина
ОСнОВи
Неорганічні основи ще називають гідроксидами, тому що вони складаються з двох частин: атомів металічних елементів та гідроксигруп E(OH)x . Наприклад, NaOH, Ca(OH)2 , Al(OH)3 .
Основи — це складні речовини, які складаються з атома металічного елемента та однієї або кількох гідроксигруп.
З точки зору теорії кислот та основ Арреніуса основам можна дати таке визначення: основи — це складні речовини, які у водних розчинах дисоціюють з утворенням гідроксид-іонів OH–.
I
NaOH — натрій гідроксид;
II
Ca(OH)2 — кальцій гідроксид;
III
Al(OH)3 — алюміній гідроксид;
IV
Ti(OH)4 — титан(IV) гідроксид.
На сьогодні відомі гідроксиди майже всіх металічних елементів. Властивості цих сполук значною мірою залежать від їхньої розчинності у воді, тому основи поділяють на дві групи — розчинні у воді, або луги, і нерозчинні у воді основи.
Луги — це тверді безбарвні речовини, без запаху, добре розчинні у воді, милкі на дотик.
Гідроксиди (основи)
розчинні у воді (луги) |
Нерозчинні у воді |
LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, |
Al(OH)3 , Fe(OH)2, Cr(OH)3 тощо |
Ca(OH)2 , Sr(OH)2 , Ba(OH)2 |
|
Виявлення основ
Так само, як і кислоти, луги можна виявити у водних розчинах за допомогою індикаторів. У присутності лугу лакмус набуває синього забарвлення, а метилоранж стає жовтим. Найкращим індикатором лугів є фенолфталеїн — у нейтральному середовищі (у чистій воді) та кислотному середовищі він безбарвний, а в присутності лугів набуває яскравого малинового кольору. Але нерозчинні гідроксиди забарвлення індикаторів не змінюють.
Забарвлення деяких індикаторів у кислотному, нейтральному та лужному середовищах
|
|
Забарвлення в розчині |
|
індикатор |
У кислотному |
У нейтральному |
У лужному |
|
середовищі |
середовищі |
середовищі |
Лакмус |
Червоний |
Фіолетовий |
Синій |
Метилоранж |
Червоний |
Жовтогарячий |
Жовтий |
Фенолфталеїн |
Безбарвний |
Безбарвний |
Малиновий |
49
www.e-ranok.com.ua
тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки
хімічні властивості основ
луги |
|
Нерозчинні гідроксиди |
Змінюють забарвлення індикаторів |
|
|
Взаємодіють із кислотами з утворенням солі й води (ре- |
Взаємодіють із кислотами з утворенням солі |
|
акція нейтралізації): |
|
й води (реакція нейтралізації): |
2KOH + H2SO4 → K2SO4 +2H2O |
|
Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O |
Взаємодіють із кислотними оксидами: |
|
Взаємодіють із кислотними оксидами (ангі- |
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O |
|
дридами сильних кислот): |
|
|
2Fe(OH)3 + 3SO3 → Fe2 (SO4 )3 + 3H2O |
Взаємодіють із амфотерними оксидами й гідроксидами: |
|
|
2NaOH +ZnO → Na2ZnO2 + H2O; |
|
|
KOH + Al(OH)3 → KAl(OH)4 |
|
|
Взаємодіють із солями, якщо виконується хоча б одна |
|
|
умова протікання реакцій обміну: |
|
|
2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 ; |
|
|
NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O |
|
|
Гідроксиди лужних металів стійкі до нагрівання, гідро- |
При нагріванні розкладаються: |
|
ксиди лужноземельних металів розкладаються, але при |
2Fe(OH)3 t→Fe2O3 + 3H2O |
|
більш високій температурі, ніж нерозчинні гідроксиди: |
|
|
Ca(OH)2 t→CaO + H2O |
|
|
Добування основ |
||
луги |
|
Нерозчинні гідроксиди |
Електроліз водних розчинів солей: |
|
|
ел. струм |
|
|
2NaCl +2H2O →2NaOH +H2 +Cl2 |
|
|
Взаємодія металів з водою: |
|
|
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 |
|
|
Взаємодія оксидів з водою: |
|
|
Na2O + H2O →2NaOH; |
|
|
BaO + H2O → Ba(OH)2 |
|
|
Реакція обміну: |
Реакція обміну: |
|
Ba(OH)2 + K2SO4 → 2KOH + BaSO4 ↓ |
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 |
|
СОлі
Солі — складні речовини, які складаються з йонів металічних елементів та кислотних залишків. Йони металічних елементів та кислотних залишків зв’язані один з одним відповідно до їхніх ва-
лентностей.
Назви солей складаються із двох слів: перше слово — назва металічного елемента (у називному відмінку), друге — назва кислотного залишку. Наприклад, цинк сульфід, натрій нітрат. Якщо металічний
50
www.e-ranok.com.ua
тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки
елемент виявляє змінну валентність, то її обов’язково вказують у назві солі: купрум(ІІ) нітрат, ферум(ІІ) сульфат.
Формули солей складають аналогічно до формул оксидів, зрівнюючи число одиниць валентності металічногоелементатакислотногозалишку.Деякісолі,якішироковикористовуютьупобуті,окрімофіційних, мають ще й традиційні назви. Наприклад, натрій хлорид NaCl називають кухонною (кам’яною) сіллю, натрій карбонат Na2CO3 — це сода, калій карбонат K2CO3 — поташ.
Солі – електроліти, які дисоціюють у водних розчинах або розплавах на катіони металічних елементів та аніони кислотниз залишків.
Класифікація солей
Солі |
Кислі |
Середні |
Ознака |
Продукт неповного заміщення |
Складаються тільки |
|
атомів Гідрогену в кислоті атомом |
з атомів металічного |
|
металічного елемента |
елемента та кислот- |
|
|
них залишків |
якими речовинами |
Утворюються тільки багатооснов- |
Утворюються будь- |
утворюються |
ними кислотами |
якими кислотою та |
|
|
основою |
Приклади |
Натрій гідрогенсульфат |
Натрій сульфат |
й назви |
NaHSO4 ; |
Na2SO4 ; |
|
Калій дигідрогенфосфат |
Калій фосфат K3PO4 |
|
KH2PO4 |
|
Основні способи |
Взаємодія основ з кислотами: |
Взаємодія основ з |
добування |
KOH + H3PO4 → |
кислотами: |
|
→ KH2PO4 + H2O |
3КОН + Н3РО4 → |
|
Взаємодія солей з кислотами: |
К3РО4 + 3Н2О |
Na2SO4 + H2SO4 →
→2NaHSO4
Основні
Продукт неповного заміщення гідроксигруп основ на кислотний залишок
Утворюються тільки багатокислотними основами, не утворюються лугами
Купрум(ІІ) гідроксохлорид
Cu(OH)Cl;
Кальцій гідроксофосфат
Ca5 (PO4 )3 (OH)
Взаємодія основ з кислотами: Cu(OH)2 + HCl →
→ Cu(OH)Cl + H2O
Взаємодія солей з лугами: Fe2(SO4)3 + 2KOH →
→ 2Fe(OH)SO4 + K2SO4
хімічні властивості
Дисоціація
Термічне розкладання Взаємодіязметалами(керуючисьрядомактивності 
З кислотними оксидами
З амфотерними оксидами
Зкислотами (склад продуктів залежить від молярних співвідношень вихідних речовин
Злугами або NH4OH (склад продуктів за-
лежить від молярних співвідношень вихідних речовин)
Солей між собою
KCl ↔ K+ + Cl–
BaCO3 =t BaO + CO2
Hg(NO3)2 + Cu = Cu(NO3)2 + Hg
Na2CO3 + SiO2 =t Na2SiO3 + CO2↑
4KNO3 + 2Al2O3 =t 4KAlO2 + 4NO2↑ + O2↑ CuOHCl + HCl = CuCl2 + H2O;
Na2ZnO2 + 4HCl = 2NaCl + ZnCl2 + 2H2O
FeCl3 + NH4OH = FeOHCl2 + NH4Cl; MgCl2 + KOH = MgOHCl + KCl
AgNO3 + Kl =Ag l ↓ + KNO3
51
www.e-ranok.com.ua
тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Добування: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Металу з неметалом |
Fe + S = FeS; 2Na + Cl2 = 2NaCl |
||||||||
Металу з кислотою |
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ |
|
|||||||
Металу з лугом у розплавах |
Zn + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2↑ |
|
|||||||
Металу з сіллю |
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu |
|
|||||||
Неметалу з лугом |
3Cl2 + 6KOH =t 5KCl + KClO3 + 3H2O |
||||||||
Неметалу з сіллю |
Cl2 + 2Kl = I2 + 2KCl |
|
|
|
|||||
Основного оксиду з кислотою |
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O |
|
|||||||
Основи з кислотою |
Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O |
||||||||
Солі з кислотою |
CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 + H2O |
||||||||
Основного оксиду з кислотним |
3MgO + P2O5 = Mg3(PO4)2 |
|
|||||||
Лугу з кислотним оксидом |
2KOH + Cl2O7 = 2KClO4 + H2O |
||||||||
Солі з лугом |
CuCl2 + 2KOH = Cu(OH)2↓ + 2KCl |
||||||||
Солі з кислотними оксидом |
CaCO |
3 |
+ SiO |
2 |
=t CaSiO |
3 |
+ CO |
↑ |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
Термічне розкладання солей |
2KClO3 =t 2KCl + 3O2↑ |
|
|
||||||
Солі з сіллю |
AgNO3 + KCl =AgCl↓ + KNO3 |
||||||||
АмфОтеРні ОКСиди тА гідРОКСиди
Таксамо,якіамфотернігідроксиди,амфотерніоксидивиявляютьтіжвластивості,щойзвичайніосновні оксидипривзаємодіїзкислотнимиречовинами.Привзаємодіїзосновнимиречовинамивонивступаютьуреакції як кислотні оксиди, тобто взаємодіють із основними оксидами й основами з утворенням солей.Амфотерні гідроксиди та відповідні їм кислоти й солі
Амфо |
Амфотерний гідроксид |
Відповідна йому кислота |
Кислотний залишок |
|||
|
|
|
|
|
|
|
терний |
|
|
|
|
формула |
|
оксид |
формула |
Назва |
формула |
Назва |
й валент |
Назва |
|
|
|
|
|
ність |
|
ZnО |
Zn(OH)2 |
цинк гідроксид |
H2ZnО2 |
Цинкатна |
ZnO |
|
цинкат |
|
|
|
|
|
II |
|
|
SnО |
Sn(OH)2 |
станум(ІІ) гідроксид |
H2SnО2 |
Станатна |
|
2 |
станат |
SnO |
|
||||||
|
|
|
|
|
II |
|
|
PbО |
Pb(OH)2 |
плюмбум(ІІ) гідроксид |
H2PbО2 |
Плюмбатна |
PbO |
2 |
плюмбат |
|
|||||||
|
|
|
|
|
II |
|
|
Al2O3 |
Al(OH)3 |
алюміній гідроксид |
H3AlО3 |
Алюмінатна |
AlO |
2 |
алюмінат |
|
|||||||
|
|
|
|
|
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Амфотерні сполуки
Амфотерними є сполуки, які можуть реагувати як з кислотами, так і з основами.
52
www.e-ranok.com.ua
тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки
|
|
Взаємодія амфотерних оксидів |
||
Приклад |
З кислотами |
З основами |
||
ZnO, BeO |
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O |
ZnО + 2KOH спл → K2ZnO2 + H2O |
||
Cr2O3,Al2O3 |
Al2O3 + 3H2SO4 =Al2(SO4)3 +3H2O Al2O3 + 2NaOH спл → 2NaAlO2 + H2O |
|||
|
Амфотерні гідроксиди. хімічні властивості |
|||
1. Дисоціація (як кислоти і як |
Men+ + nOH– |
Me(OH)n = HnMeOn nH+ + MeOn–n |
||
основи) |
|
як основа |
як кислота |
|
2. Взаємодія з кислотами |
Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O; |
|||
Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O |
||||
|
|
|||
З лугами |
|
Zn(OH)2 + 2KOH= K2[Zn(OH)4] |
||
Способи одержання:
ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ +Na2SO4
AlCl3 + 3NaOH =Al(OH)3↓ + 3NaCl
Генетичний зв’язок між класами неорганічних сполук
Взаємозв’язки між речовинами, які ґрунтуються на їх походженні і хімічних властивостях, називають генетичними зв’язками.
Генетичний зв’язок між класами сполук
Хімічні
елементи
Прості
речовини
Бінарні
сполукиоксиди
Гідрати
оксидів
Солі
Металічні |
|
|
|
|
Неметалічні |
Метали +Неметал |
(бінарніСолі |
+Метал |
Неметали |
||
+H2 + O2 |
|
сполуки) |
|
+ O2 |
|
|
|
|
|||
Основні |
|
Кислотний |
Солі |
Основний Кислотні |
|
оксиди |
|
||||
|
+ |
оксид |
|
+оксид |
оксиди |
+H2O |
|
+ H2O |
|||
Основи +Кислотнийоксид Солі
+Луг + Кислота
Солі |
+Сіль |
Солі |
|
|
+ Основнийоксид
+Сіль
Кислоти
+Основи |
Кислота |
|
+ |
|
Солі |
Наводимо запис, який ілюструє взаємозв’язок між основою, сіллю, кислотою і кислотним оксидом:
→
Ca(OH)2 → CaCO3 ↔ CO2 ← H2CO3.
53
www.e-ranok.com.ua
тема 7. основи, солі, амфотеРні сПолуки
Приклади розв’язання задач
розв’язування задач на надлишок Задача 7.1. До розчину, який містить 20 г сульфату натрію, долили розчин, що містить 40 г нітрату
барію. Яка маса осаду утворилося?
Дано: |
|
|
|
Розв’язання: |
|
|
|
|
||
m (Na2SO4) = 20 г |
Аналізуючи умову задачі, бачимо що для обох солей, які реагують одна |
|||||||||
m (Ba(NO3)2) = 40 г з одною, зазначена певна маса. Це ознака того, що задача на надлишок, а він |
||||||||||
m (BaSO4↓) — ? |
не реагуватиме.Тому визначаємо, яка з вихідних речовин узята у надлишку. |
|||||||||
Для цього складаємо рівняння реакції: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 г |
40 г |
Х г |
|
|
|
|
|
|
|
|
Na2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 ↓ + 2NaNO3. |
|
|
|
||||||
|
142 г |
261 г |
233 г |
|
20 |
40 |
Na2SO4 |
|
Ba(NO3)2 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
Визначаємо кількісне співвідношення між реагентами |
|
142 |
= 261; |
0,14 |
< |
0,15 |
||||
Виходить, що Ba(NO3)2 взято в надлишку. Для розв’язування беремо Na2SO4: |
|
|
||||||||
|
20 |
Х |
20∙233 |
|
|
|
|
|
|
|
|
142 = |
233; X = |
142 |
|
= 32,8 г. |
|
|
|
|
|
Відповідь: m(BaSO4) = 32,8 г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
виконайте контрольний тест
На його виконання відводиться 15 хвилин. Під час роботи над тестом не можна користуватися слов никами, підручниками, посібниками, довідниками тощо.
1. |
|
тест 14 (контрольний) |
|
||
Позначте назву елемента, що утворює амфотерні сполуки. |
|
||||
|
А Натрій |
В Карбон |
|||
|
Б Цнк |
|
Г Калій |
|
|
2. |
Позначте клас сполук, до якого відноситься речовина із складом NaCl. |
||||
|
А оксид |
В кислота |
|||
|
Б основа |
Г сіль |
|
||
3. |
Позначте пару солей, що будуть взаємодіяти одна з одною. |
|
|||
|
А аргентум нітрат та калій хлорид |
В алюміній хлорид та натрій сульфат |
|||
|
Б натрій хлорид, та калій нітрат |
Г кальцій хлорид та натрій нітрат |
|||
4. |
Установіть відповідність між реагентами та продуктами реакцій |
|
|||
|
А SO2 |
+ NaOH→ |
1 |
Na2SO4 |
+ H2O |
|
Б SO3 |
+ NaOH→ |
2 |
Na2SO3 |
+ H2O |
|
В SO2 |
+ 2NaOH→ |
3 |
NaHSO4 |
|
|
Г SO3 |
+ 2NaOH→ |
4 |
NaHSO3 |
|
5. |
Установіть генетичний ланцюг добування кальцій гідрогенкарбонату. |
||||
|
А кальцій оксид |
В кальцій |
|||
|
Б кальцій гідроген карбонат |
Г кальцій карбонат |
|||
6. Яку масу цинк сульфіду (г) можна добути при нагрівання 10 г цинку і 10 г сірки.
54
www.e-ranok.com.ua