Підручники з Хімії / Хімія 8 клас / Хімія 8 клас Савчин 2021

Основні класи неорганічних сполук

Дослідимо взаємодію солей з металами в процесі лабораторного досліду.

Лабо­ ра­ тор­ ний­ ­дослід­ ­4

ВзАЄМОДІЯ МЕТАЛІВ Із СОЛЯМи У ВОДНОМУ РОзчиНІ

Завдання.­Дослідіть взаємодію розчинів солей із металами. Обладнання та реактиви: хімічні склянки; розчини солей:

купрум(ІІ) сульфату, ферум(ІІ) сульфату, аргентум нітрату; залізний цвях, до якого прив’язана нитка; дві мідні пластини.

Увага! Повторіть правила безпеки під час роботи в кабінеті хімії та суворо дотримуйтеся їх.

Х і д р о б о т и Візьміть три хімічні склянки. У першу налийте розчин

купрум(II) сульфату, у другу — ферум(II) сульфату, у третю — аргентум(I) нітрату.

Опустіть у першу склянку залізний цвях, прив’язаний до нитки (рис. 79, а), у другу й третю — мідні пластини (рис. 79, б, в). Спостерігайте через кілька хвилин перебіг реакцій.

Порівняйте результати досліду й опишіть спостереження. Зробіть відповідні висновки.

Пояснимо отримані результати. У першому випадку на поверхні залізного цвяха з’являється червоний наліт. Це виділилася мідь. У другому випадку з мідною пластиною не відбувається жодних змін. А під час занурення такої ж мідної пластини в розчин аргентум(I) нітрату на її поверхні осідає срібло. Отже, у першій і третій склянках відбулися реакції, а в другій — ні.

181

Тема 4

Порівнявши активність металів, що вступають у реакцію, і тих, які входять до складу солей, можна зробити висновок: реак­

ція відбувається тоді, коли метал є активнішим за той, що входить до складу солі, як і визначив М. Бекетов (див. с. 154).

Рівняння реакцій:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu; 2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag.

2. Взаємодія солей з кислотами.

Водні розчини солей реагують з кислотами, унаслідок чого утворюється нова сіль і нова кислота. Якщо до розчину натрій карбонату долити хлоридну кислоту, то відбувається бурхливе виділення газу. Це свідчить про те, що реакція відбулася:

Утворена карбонатна кислота є нестійкою і розкладається на вуглекислий газ і воду.

Однак не тільки карбонати взаємодіють з кислотами з виділенням газу. Під час доливання до розчину калій сульфіту нітратної кислоти теж спостерігається виділення газу. Це сульфур(ІV) оксид. Рівняння реакції:

K2SO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + H2SO3 SO2↑ .

H2O

Вам відомо, що реакції відбуваються, коли внаслідок їхнього перебігу випадає осад. Візьмемо розчин барій хлориду й подіємо на нього розчином сульфатної кислоти. Спостерігаємо випадання білого осаду (див. рис. 69, б, с. 159).

Складіть самостійно рівняння цієї реакції.

Вам також відома реакція між аргентум(І) нітратом і хлоридною кислотою. Під час цієї реакції випадає білий сирнистий осад

(див. рис. 69, а, с. 159) аргентум(І) хлориду.

Отже, зробимо висновок про взаємодію розчинів солей з кислотами. Реакції між солями й кислотами в розчинах відбуваються за умови, якщо:

182

Основні класи неорганічних сполук

1)утворюються нова сіль і нова кислота. нова кислота

єнестійкою та розкладається на відповідний їй оксид і воду. Унаслідок реакції виділяється газ;

2)випадає нерозчинний у кислотах осад.

3. Взаємодія солей з лугами.

Складіть самостійно рівняння реакцій взаємодії цинк сульфату, плюмбум(ІІ) хлориду, ферум(ІІІ) нітрату з натрій гідроксидом.

За допомогою реакцій солей з лугами можна розпізнавати наявність у складі солі йонів металу. Наприклад, ви вже спостерігали взаємодію купрум(ІІ) хлориду з натрій гідроксидом, унаслідок якої утворюється синій осад купрум(ІІ) гідроксиду. Такий осад випадає, якщо до будь-якої розчинної солі Купруму долити розчин лугу:

Сu(NO3)2 + 2KOH = Cu(OH)2↓ + 2KNO3.

Отже, виявити в розчині наявність солей Купруму (йонів

Сu2+) можна за реакцією взаємодії з лугом.

За забарвленням і зовнішнім виглядом осадів у реакціях солей з лугами виявляють й інші йони металів у складі солей. Проведемо лабораторний дослід.

Лабо­ ра­ тор­ ний­ ­дослід­ ­5

ВзАЄМОДІЯ СОЛЕЙ з ЛУГАМи У ВОДНОМУ РОзчиНІ

Завдання­ 1. Дослідіть взаємодію водних розчинів солей і лугів. Визначте, за яких умов ці реакції відбуваються.

Обладнання та реактиви: пробірки, хімічні склянки або пластина із заглибинами; білий і чорний екрани; таблиця розчинності кислот, основ, солей і амфотерних гідроксидів; розчини ферум(ІІ) сульфату й ферум(ІІІ) хлориду, натрій сульфату, алюміній нітрату, а також натрій, калій, кальцій і барій гідроксидів.

Пригадайте визначення реакцій обміну. Назвіть умови, за яких вони відбуваються.

Увага! Повторіть правила безпеки під час роботи в кабінеті хімії та суворо дотримуйтеся їх.

183

Тема 4

Хі д р о б о т и

До с л і д 1.­Налийте у дві склянки розчини ферум(ІІ) сульфату й ферум(ІІІ) хлориду об’ємом по 1–1,5 мл. Долийте в кожну з них кілька крапель розчину натрій гідроксиду.

Відбулися реакції з випаданням осадів: ферум(ІІ) гідроксиду зеленуватого кольору (рис. 80, а) і ферум(ІІІ) гідроксиду бурого забарвлення (рис. 80, б).

Рис. 80. Взаємодія солей металів

знатрій гідроксидом:

а— ферум(ІІ) сульфату; б — ферум(ІІІ) хлориду

До с л і д 2.­ Налийте в пробірку розчин натрій сульфату об’ємом 1–1,5 мл. Долийте краплями розчин барій гідроксиду. Утворився білий осад барій сульфату:

Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2NaOH.

Якщо до осаду долити кислоти, то він не розчиняється.

Д о с л і д 3.­ Налийте в пробірку розчин натрій карбонату об’ємом 1–1,5 мл. Долийте розчин кальцій гідроксиду приблизно такого самого об’єму. Відбулася реакція:

Na2СO3 + Сa(OH)2 = СaСO3↓ + 2NaOH.

Знову ж таки випав білий осад, який після доливання кислоти розчинився.

Результати лабораторних досліджень переконали вас у тому, що луги є хорошим реактивом для якісного визначення катіонів металів.

Завдання­ 2. Оформіть у зошиті результати досліджень. Зробіть відповідні висновки.

Рівняння якісних реакцій на катіони металів, що входять до складу солей, наведено в таблиці 14.

184

Основні класи неорганічних сполук

Знання ознак реакцій розчинів солей з лугами використовують для розв’язування експериментальних задач.

4. Взаємодія розчинів солей між собою.

Розчинні у воді солі вступають у реакції обміну.

Пригадайте, як розпізнати хлоридну та сульфатну кислоти.

Дослідимо експериментально, чи можна розпізнати солі цих кислот за допомогою тих самих реактивів.

Лабо­ ра­ тор­ ний­ ­дослід­ ­6

РЕАКЦІЯ ОБМІНУ МІЖ СОЛЯМи В РОзчиНІ

Завдання. Дослідіть взаємодію водних розчинів солей. Визначте тип реакцій та оформіть результати досліджень у зошиті. Зробіть відповідні висновки.

Обладнання та реактиви:­пробірки або пластина із заглибинами; чорний і білий екрани; розчини солей натрій хлориду, кальцій хлориду, аргентум(I) нітрату, натрій і калій сульфатів, барій хлориду, хлоридної та сульфатної кислот.

Увага! Повторіть правила безпеки під час роботи в кабінеті хімії та суворо дотримуйтеся їх.

185

Тема 4

Хі д р о б о т и

До с л і д 1.­Візьміть три пробірки. Налийте в першу хлоридну кислоту, у другу — розчин натрій хлориду, у третю — кальцій хлориду об’ємом по 1–1,5 мл. До кожної з пробірок долийте розчин аргентум(I) нітрату. Порівняйте результати взаємодії хлоридної кислоти та її солей з розчином аргентум(I) нітрату. Рівняння реакцій:

NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3; CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2.

Як бачимо, унаслідок обох реакцій відбулося утворення солей із випаданням осаду, який не розчиняється у надлишку нітратної кислоти. Такий самий осад утворився під час реакції хлоридної кислоти з аргентум(І) нітратом.

Отже, аргентум(І) нітрат є реактивом на хлоридну кис­ лоту та її солі.

Д о с л і д 2.­Налийте в три пробірки по черзі розчини сульфатної кислоти, натрій і калій сульфатів об’ємом по 1–1,5 мл. До кожної з них долийте розчин барій хлориду. Рівняння реакцій:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl;

K2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2KCl.

Порівняйте результати взаємодії сульфатної кислоти та її солей з розчином барій хлориду. Перевірте, чи розчиняються осади в нітратній кислоті, зробіть висновок.

Отже, як засвідчили результати досліджень, барій хлорид є реактивом на сульфатну кислоту та її солі.

Зверніть увагу на те, що солі вступають у реакції обміну між собою тільки в розчинах.

експеримеНтальНий метод у хімії. розв’язуваННя експеримеН-

тальНих задач. Вивчаючи властивості речовин, ви неодноразово виконували лабораторні досліди чи спостерігали демонстраційні. Лабораторні досліди та практичні роботи проводять обов’язково з використанням експериментальних задач.

Експериментальні задачі відрізняються від розрахункових тим, що їхнє розв’язування супроводжується проведенням дослідів (експериментів). Такий спосіб здобуття нових знань називають експериментальним.

186

Основні класи неорганічних сполук

Які ж експериментальні задачі ви вивчили в темі «Основні класи неорганічних сполук»? З-поміж відомих типів експериментальних задач виокремимо такі, що передбачають ознайомлення та розпізнавання хімічних речовин, добування речовин, здійснення ланцюжків перетворень, пояснення спостережуваних явищ (табл. 15).

Використання експериментального методу вивчення речовин сприяє застосуванню теоретичних знань на практиці, формує вміння та навички правильного поводження з речовинами не тільки в хімічній лабораторії, а й у побутових, виробничих та інших умовах.

Лабо­ ра­ тор­ ний­ ­дослід­ ­7

РОзВ’ЯзУВАННЯ ЕКСПЕРиМЕНТАЛЬНОЇ зАДАчІ НА ПРиКЛАДІ РЕАКЦІЇ ОБМІНУ

Завдання 1. У двох пробірках під шифрами є хлоридна кислота й розчин натрій гідроксиду. Визначте експериментально, у якій із пробірок міститься кожна речовина.

187

Тема 4

Завдання 2. Добудьте цинк гідроксид і доведіть його амфотерний характер.

Завдання 3. Проведіть реакцію нейтралізації між нітратною кислотою та кальцій гідроксидом.

Завдання 4. Є розчини солей: натрій хлориду, натрій сульфату, купрум(ІІ) сульфату. Визначте експериментально кожну з них.

Обладнання та реактиви:­ штатив із­ пробірками; розчини індикаторів; цинк хлорид, натрій хлорид, натрій сульфат, купрум(ІІ) сульфат, аргентум(І) нітрат, барій гідроксид, натрій гідроксид, нітратна кислота.

Х і д р о б о т и Розв’яжіть запропоновані експериментальні задачі. Опишіть

спостереження та зробіть висновки.

Підсумовуючи результати лабораторних досліджень, можна зробити такі висновки.

1.Реактивом на хлориди є аргентум(I) нітрат (точніше, позитивно заряджений йон Аргентуму Ag+). Унаслідок реакцій випадає білий сирнистий осад аргентум(I) хлориду.

2.Реактивом на сульфати є барій хлорид або інші розчинні сполуки Барію (точніше, позитивно заряджений йон Барію Ba2+). Унаслідок реакцій випадає білий нерозчинний у кислотах осад барій сульфату. Інші якісні реакції на катіони металічних елементів наведено в таблиці 14 ( див. с. 185).

ПІДСУМОВУЄМО ВиВЧене

•  Розчини солей взаємодіють з металами, якщо метал, що вхо­ дить до складу солі, менш хімічно активний.

•  Розчини солей реагують з кислотами. Реакції між солями й кис­ лотами в розчинах відбуваються за таких умов: 1) виділяється газ; 2) випадає осад; 3) утворюється вода.

•  Під час взаємодії розчинів солей з лугами утворюються нова сіль і нова основа.

•  Розчини солей взаємодіють між собою. Реакції відбуваються, якщо один із продуктів реакції випадає в осад. Аргентум(І)

нітрат є реактивом на хлоридну кислоту та її солі, а барій хлорид — на сульфатну кислоту та її солі.

•  Розв’язування експериментальних задач базується на викорис­ танні якісних реакцій.

•  Метод здобуття нових знань за допомогою експерименту нази­ вають експериментальним. Його застосовують для розв’я­ зування експериментальних задач.

188

Основні класи неорганічних сполук

ЗАВДАннЯ ДЛЯ САМОКОнтрОЛЮ

1. Перелічіть відомі вам фізичні властивості солей.

2.  Визначте за таблицею розчинності кислот, основ, амфотерних гідроксидів і солей у воді (с. 204) розчинні й нерозчинні солі з переліку речовин, що подані формулами: Ca(NO3)2, MgCl2, CaCO3, CuSO4, AgCl, Al2(SO4)3, BaSO4, AgBr, Na2S, Zn3(PO4)2, FeBr3.

3.Допишіть у правій частині формули продуктів реакцій, поставте коефіцієнти й поясніть, які хімічні властивості солей вони харак­ теризують:

а) Fe + Pb(NO3)2 = Fe(NO3)2 + … ; б) CaCl2 + AgNO3 = Сa(NО3)2 + … ; в) Fe(NO3)2 + KOH = Fe(OH)2 + … ; г) Na2SO4 + BaCl2 = NaCl + … ;

ґ) Hg(NO3)2 + K2S = HgS + … ; д) Mg + Pb(NO3)2 = = Pb + … ; е) AlCl3 + NaOH = NaCl + … .

4.На кальцій карбонат масою 5 г подіяли надлишком розчину нітратної кислоти. Обчисліть об’єм (н. у.) утвореного газу.

5.Магній карбонат масою 16,8 г нагріли до повного розкладання. Твердий залишок розчинили в надлишку сульфатної кислоти. Обчисліть масу утвореної солі. Назвіть сіль.

6.  Запропонуйте спосіб розпізнавання розчинів натрій хлориду й натрій сульфату.

7.Запропонуйте три способи добування магній сульфату, корис­ туючись знаннями про хімічні властивості речовин, і складіть рівняння реакцій.

§ 32.­ПОШИРЕНІСТЬ­СОЛЕЙ­У­ПРИРОДІ­ ТА­ЇХНЄ­ПРАКТИЧНЕ­ВИКОРИСТАННЯ

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

•знати й пояснювати поширеність солей у природі;

•називати найпоширеніші солі, що входять до складу ґрунтів і води;

•характеризувати практичне значення солей для життя та господарської діяльності людей, використання їх живими організмами.

189

Тема 4

Пригадайте з курсів природознавства й географії, які речовини

входять до складу ґрунтів.

Солі — речовини, широко розповсюджені в природі. Багато солей міститься в ґрунтах, ґрунтових і мінеральних водах, водах морів та океанів. Крім того, вони входять до складу гірських порід, мінералів, руд.

Розглянемо найпоширеніші групи солей, що відіграють важливу роль у житті людини.

Хлориди — солі хлоридної кислоти. Трапляються в природі як мінерал сильвініт, що являє собою зрощені кристали натрій і калій хлоридів: NaCl · KCl (рис. 81). Натрій хлорид утворює не тільки соляні поклади, відомі під назвою мінерал галіт, а й печери. У великих кількостях ця сіль наявна в морській воді.

а б в Рис. 81. Хлориди: а — сильвініт; б —натрій хлорид; в — калій хлорид

Найширше використання серед хлоридів має натрій хлорид. Насамперед це — незмінний харчовий продукт, у побуті й харчовій промисловості — консервант. У медицині під час тяжких захворювань використовують фізіологічний розчин. На високотемпературних виробництвах питну воду підсолюють, щоб не зневоднювалися організми працівників. Натрій хлорид є сировиною хімічної промисловості. Зокрема, методом електролізу добувають натрій гідроксид, водень, хлор; у лабораторіях і промисловості — хлоридну кислоту, соду.

Калій хлорид застосовують як мінеральне калійне добриво. З калій хлориду методом електролізу добувають калій гідроксид, металічний калій, хлор.

Карбонати — солі, що досить часто трапляються в природі. Це крейда, мармур, вапняк. Справжнім дивом природи є утворення сталактитів (рис. 82) і сталагмітів у печерах, що супроводжується взаємоперетворенням карбонатів на гідрогенкарбонати й навпаки.

190