Справочники / Врублевский А.И. Химия. Теоретический курс для подготовки к ЕГЭ
.pdf170 |
Общая химия |
в составе которого степень окисления атома металла меньше: так, Fe(OH)2 обладает более сильными основными свойствами, чем Fe(OH)3, а Мп(ОН)4 — гидроксид с более слабыми основ ными свойствами, чем Мп(ОН)2.
6.2.2. Химические свойства оснований
Химические свойства нерастворимых оснований
1. В водных растворах эти основания диссоциируют обра тимо и в незначительной степени:
Cu(OH)2 # СиОН+ + ОН";
CuOH+ # Си2+ + ОН".
Водные растворы этих оснований ввиду малой концентра
ции гидроксид-ионов не изменяют окраску индикаторов.
2. Все нерастворимые основания легко разлагаются при нагревании с образованием воды и соответствующего оксида металла:
Cu(OH)2 = СиО + Н2О;
Mg(OH)2 = MgO + Н2О.
3. Все нерастворимые основания реагируют с кислотами (реакция нейтрализации) с образованием воды и соли:
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2Н2О;
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H,O;
Cu(OH)2 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Cu + 2H2O;
3Mg(OH)2 + 2h3po4 = Mg3(po4)2; + 6H2o.
4.Нерастворимые основания взаимодействуют с жидкими
итвердыми кислотными оксидами:
Mg(OH)2 + SO3 = MgSO4 + Н2О;
Cu(OH)2 + SiO2 = CuSiO3 + H2O.
Глава 6. Оксиды. Основания. Амфотерные гидроксиды |
171 |
Химические свойства щелочей
1. В водных растворах щелочи полностью диссоциируют:
NaOH -> Na+ + ОН-;
Ва(ОН)2 -> Ва2+ + 2ОН“.
Благодаря высокой концентрации гидроксид-ионов водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов: лакмус фиолетовый и универсальная индикаторная бумага приобрета
ют синюю окраску, метилоранж — желтую, фенолфталеин — малиновую.
2.Щелочи разъедают растительные и животные ткани.
3.Щелочи реагируют со всеми кислотными оксидами, в водном растворе и при сплавлении — с амфотерными окси дами (см. 6.1.2).
4.Щелочи реагируют со всеми кислотами (реакция нейт рализации) с образованием соли и воды:
2NaOH + H2S = Na2S + 2Н2О;
ЗКОН + Н3РО4 = К3РО4 + ЗН2О;
Ва(ОН)2 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + 2Н2О.
5. Щелочи в водном растворе или при сплавлении реаги руют с амфотерными гидроксидами с образованием соответ ственно комплексных или средних солей:
2NaOH (р-р) + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4];
ЗКОН (р-р) + А1(ОН)3 = К3[А1(ОН)6];
2NaOH (тв) + Zn(OH)2 = Na2ZnO2 + 2Н2ОТ;
КОН (тв) + А1(ОН)3 = КА1О2 + 2Н2ОТ.
6. Щелочи вступают в реакцию обмена с солями. Реакция протекает при одновременном выполнении двух условий:
а) исходная соль должна быть растворима в воде; б) в результате реакции должен образоваться газ, осадок
или слабый электролит.
172 |
Общая химия |
Приведем примеры таких реакций:
2КОН + MgCl2 = Mg(OH)2i + 2КС1;
NaOH + NH4NO3 = NaNO3 + NH3T + H2O;
Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSOJ + 2NaOH.
He реагируют co щелочами, например, CuS и CaCO3 (эти
соли нерастворимы в воде), KNO3 и NaCl (в результате реак ции не образуется осадок, газ или слабый электролит).
Со щелочами взаимодействуют все соли аммония, так как продуктом реакции всегда является слабое основание (NH3 • Н2О) или (при нагревании) газ (NH3) и слабый электро
лит (Н2О):
NH4C1 + КОН = КС1 + NH3 • Н2О.
7. Щелочи реагируют с некоторыми неметаллами (галоге нами, Si, S, Р):
2КОН + Cl2 КС1 + КСЮ + Н2О;
6К0Н + ЗС12 = 5КС1О3 + КС1 + ЗН2О;
2NaOH + Si + Н2О = Na2SiO3 + 2Н2Т;
6КОН + 3S = 2K2S + K2SO3 + ЗН2О.
и некоторыми металлами (Al, Zn, Be):
2А1 + 6КОН + 6Н2О = 2К3[А1(ОН)6] + ЗНД; Zn + 2NaOH + 2Н2О = Na2[Zn(OH)4] + Н2Т.
8. Щелочи реагируют с органическими веществами:
• фенолом:
С6Н5ОН + КОН |
н,о |
С6Н5ОК + Н2О; |
|
• сложными эфирами, жирами: |
|
сн3—с—о—сн3 + кон |
IT Р) |
сн3—соок—сн3он. |
|
О
174 |
Общая химия |
6.2.3. Химические свойства амфотерных гидроксидов
Как уже отмечалось, амфотерные гидроксиды проявляют химические свойства и кислот, и оснований.
1.Амфотерные гидроксиды в воде нерастворимы, поэтому концентрация гидроксид-ионов в их водных растворах очень мала. Вследствие этого водные растворы амфотерных гидрок сидов не изменяют окраску индикаторов. Подобно слабым осно ваниям, диссоциируют обратимо и в незначительной степени.
2.Подобно всем нерастворимым в воде гидроксидам, ам фотерные гидроксиды разлагаются при нагревании с образо ванием амфотерного оксида и воды:
2А1(ОН)3 = А12О3 + ЗН2О;
Zn(OH)2 = ZnO + Н2О.
3.Амфотерные гидроксиды реагируют при сплавлении или
вводных растворах со щелочами, проявляя при этом кислот ные свойства (см. 6.2.2).
4.Амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами, про являя при этом основные свойства:
А1(ОН)3 + 3HNO3 = A1(NO3)3 + ЗН2О;
Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O;
Cr(OH)3 + H3PO4 = CrPOJ + 3H2O.
5. Амфотерные гидроксиды при нагревании реагируют с основными оксидами, проявляя при этом свойства кислот:
2А1(ОН)3 + 1^0= 2КА1О2 + ЗН2ОТ;
Zn(OH)2 + ВаО = BaZnO2 + Н2ОТ.
6. Амфотерные гидроксиды реагируют с кислотными ок сидами (проявление основных свойств):
2А1(ОН)3 + 3SO3 = A12(SO4)3 + ЗН2О;
3Zn(OH)2 + Р2О5 = Zn3(PO4)2 + ЗН2О.
Глава 6. Оксиды. Основания. Амфотерные гидроксиды |
177 |
в) А12О3 и Н,О;
г) 1 моль A12(SO4)3 и 6 моль КОН (р-р).
Решение. С водой не реагирует А12О3. В растворе при взаи модействии А1С13 с избытком КОН образуется комплексная соль:
А1С13 |
А1(0Н)3 |
К3[А1(ОН)6]. |
А1(ОН)3 образуется в случаях: б), так как А1(ОН)3 в избыт ке NH3 ■ Н2О не растворяется:
A12(SO4)3 + 6NH3 ■ Н2О = 2А1(ОН)3^ + 3(NH4)2SO4,
и г):
A12(SO4)3 + 6К0Н = 2А1(ОН)34- + 3K2SO4.
Ответ: б), г).
6.3. ПРИМЕНЕНИЕ ОКСИДОВ И ОСНОВАНИЙ
Оксиды и основания находят широкое применение: СаО, А12О3, SiO, — как основа вяжущих строительных материалов; SiO, — в производстве стекла; А12О3 — для заточки инстру ментов (наждак), как сырье для получения алюминия; СО2 —
вприготовлении газированных напитков; ZnO, Cr2O3, TiO2, Fe2O3 — в производстве минеральных красок. Оксиды СаО, SiO2, Р,О5 используются для осушения газов от влаги. Гид роксид Са(ОН), применяют для побелки деревьев, в строи тельных работах и производстве удобрений, для нейтрализа ции кислых сточных вод, NaOH — в щелочных аккумуляторах,
впроизводстве мыла и бумаги, для очистки нефтепродук тов. Огромную роль в природе играют вода и углекислый газ
(фотосинтез).
