Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Неорганическая химия сборник упражнений. Для студентов-иностранцев. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 / 1716 17 > Следующая >>>

151

Отрицательные ионы, которые образуются в результате отрыва от молекулы кислоты одного или нескольких атомов водорода, называют кислотными остатками. Величина отрицательного заряда кислотного остатка определяется числом атомов водорода, замещенных металлом (табл. 13).

Таблица 13

Названия и формулы некоторых кислот и их остатков

Кислоты Кислотные остатки

Формула Название Формула Название

HCl Хлороводородная Cl

HI Йодоводородня I

HCN Циановодородная CN

HClO Хлорноватистая ClO HClO HClO HClO

HNO

HPO

H3PO

Хлористая ClO

Хлорноватая ClO

Хлорная ClO

Сернистая

Серная

Азотистая NO

Азотная NO

Метафосфорная PO

Ортофосфорная

Угольная

HMnO4 Марганцовая MnO

HSO

H2PO

4 2-

HPO

HCO

HCrO

CrO

HCr2O

Гидродихромат-ионH2CrO7 Дихромовая

Cr2O

Дихромат-ион

Хлорид-ион Йодид-ион Гидросульфид-ионH2S Сероводородная Сульфид-ион Цианид-ион Гипохлорит-ион Хлорит-ион Хлорат-ион Перхлорат-ион Гидросульфит-ионH2SO Сульфит-ион Гидросульфат-ионH2SO Сульфат-ион Нитрит-ион Нитрат-ион Метафосфат-ион Дигидрофосфат-ион Гидрофосфат-ион Ортофосфат-ион Гидрокарбонат-ионH2CO Карбонат-ион Перманганат-ион Гидрохромат-ионH2CrO4 Хромовая Хромат-ион

Названия кислотных остатков всех бескислородных кислот

имеют одинаковые окончания -ид. Названия кислотных остатков образуется обычно из латинских названий кислотообразующих

152

элементов с добавлением окончаний -ат, если степень окисления элемента соответствует номеру группы и -ит при меньшей степе- ни окисления элемента. Если элемент образует больше двух кислот, то названия их кислотных остатков включают префиксы пер- (для высшей степени окисления элемента) и гипо- (для низшей степени окисления).

Физические свойства. Кислоты могут быть твердыми

(H3BO3, H3PO4) или жидкими (H2SO4, HNO3). Большинство из них хорошо растворяются в воде. Кислотами являются также растворы газов (HCl, HBr, H2S) в воде. Растворы кислот имеют кислый вкус, разъедают растительные и животные ткани.

Химические свойства.

1. Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием

воды и:

- средней соли: KOH + HCl = KCl + H2O;

- основной соли: 2Mg(OH)2 + H2SO4 = (MgOH)2SO4 + 2H2O;

- кислой соли:

KOH + H3PO4 = KH2PO4 + H2O.

2. Кислоты реагируют с основными оксидами с образовани-

ем также соли и воды:

6HNO3 + Fe2O3 = 2Fe2(NO3)3 + 3H2O.

3. Кислоты взаимодействуют с металлами с образованием

соли и выделением водорода:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑. Электрохимический ряд напряжений металлов: K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H2, Cu, Ag, Au, Pt.

Металлы, которые в ряду напряжений расположены слева

от водорода, вытесняют его из кислот. Металлы, которые в ряду напряжений расположены справа от водорода, не вытесняют его из кислот. Не выделяется водород и при взаимодействии металлов с концентрированными азотной и серной кислотами. В этом случае восстанавливаются (понижают степень окисления) азот N

и сера S6+, например:

Cu + 4HNO3 (концен.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O;

Cu + 2H2SO4 (концен.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O.

153

4. Кислоты взаимодействуют с солями с образованием:

- новой кислоты и средней соли:

H2SO4 + 2NaNO3 = Na2SO4 + 2HNO3;

- новой кислоты и кислой соли:

H2SO4 + NaCl = NaHSO4 + HСl;

- только кислой соли:

CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2.

5. Кислородсодержащие кислоты при нагревании разлага-

ются на кислотный оксид и воду:

H2SO3 = SO2 + H2O.

Получение. Кислоты получают следующими способами.

1. Кислородсодержащие кислоты можно получить взаимо-

действием кислотных оксидов с водой:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4;

SO3 + H2O = H2SO4.

2. Бескислородные кислоты получаются при растворении в

воде продуктов соединения неметаллов с водородом:

H2 + Cl2 = 2HCl;

H2 + Br2 = 2HBr.

3. Бескислородные и кислородсодержащие кислоты полу-

чают при действии на их соли других кислот (более сильных или менее летучих):

2CH3COONa + H2SO4 = 2CH3COOH + Na2SO4;

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S;

NaCl + H2SO4 = HCl + NaHSO4;

Контрольные задания

1. Составьте глоссарий: кислоты –; бескислородные –; ки-

слородсодержащие –; основность кислоты –.

2. Составьте графические формулы, определите основность,

найдите кислотные остатки следующих кислот: H2Cr2O7, HIO3,

H2SiO4, H2TiO3, H3PO3.

3. Напишите формулы кислот, которые соответствуют ки-

слотным оксидам: B2O3, CrO3, Br2O, MoO3, I2O, I2O5, I2O7.

4. Напишите уравнения реакций разложения следующих ки-

слот: H2MoO4, HIO3, H3BO3, H3AsO4, H2CO3, H2Cr2O7, HBrO.

154

5. Закончите уравнения следующих реакций: а) H2O + Cl2O7→ …; б) Al2O3 + HNO3→ …; в) Sr(OH)2 + H3PO4→ …; г) CaCO3 + HCl → …; д) NaOH + H2SiO3→ …; е) BeO + H3AsO4 → … .

6. Напишите уравнения реакций между следующими веще-

ствами: арсенат цинка + хлорная кислота; оксид ртути (II) + азотная кислота; гидроксид кальция + метафосфорная кислота; силикат калия + хлороводородная кислота.

6.4. Соли

Словарь

Русский Английский Французский Арабский

средняя соль average salt un moyen sel ﻲﻄﺳو ﺢﻠﻣ

кислая соль acid salt un sel aigre ﻲﻀﻤﺣ ﺢﻠﻣ

основная соль basic salt sel principal ﻲﺳﺎﺳأ ﺢﻠﻣ

двойная соль double-face salt sel double ﺐﻛﺮﻣ ﺢﻠﻣ)ﻦﯿﻨﺛا (

комплексная соль complex salt sel complexe ﻂﺑاﺮﺘﻣ ﺢﻠﻣ

полный complete complet ﺊﻠﺘﻤﻣ

неполный deficient incomplet ﺊﻠﺘﻤﻣ ﺮﯿﻏ

Соли – это соединения, представляющие собой продукты замещения водорода кислот металлами или гидроксогрупп оснований кислотными остатками. Например:

H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2↑;

Ca(OH)2 + 2HСl = CaCl2 + 2H2O.

Графические формулы:

KNO

O K – O – N O

нитрат

калия

MgOHCl Na2HPO

O – H Mg Cl

гидроксохлорид

магния

Na – O Na – O – P = O H – O

гидрофосфат

натрия

155

Классификация. В зависимости от состава различают сле- дующие типы солей: средние, кислые, основные, двойные и комплексные.

Средняя соль – это продукт полного замещения водорода кислоты металлом или гидроксогрупп основания кислотным остатком (NaCl, Ca(NO3)2, AlPO4 и т.п.):

Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O.

Кислая соль – это продукт неполного замещения водорода многоосновной кислоты металлом (KH2PO4, NaHSO4, Ca(HCO3)2):

2Na + 2H2SO4 = 2NaHSO4 + H2↑.

Основная соль – это продукт неполного замещения гидроксогрупп многокислотного основания кислотными остатками

(MgOHCl, (ZnOH)2SO4, BiOHCl2):

Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O.

Двойная соль – это продукт замещения водорода в кислоте атомами разных металлов (KAl(SO4)2) или гидроксогрупп основания разными кислотными остатками (Ca(OCl)Cl).

Комплексная соль – это соль, в состав которой входит слож- ный (комплексный) ион (в формулах комплексный ион заключается в квадратных скобках). Например, K4[Fe(CN)6] (комплексный ион [Fe(CN)6]4-), [Ag(NH3)2]Cl (комплексный ион [Ag(NH3)2]2+).

Можно сказать, что соли состоят из остатков оснований и кислотных остатков. При составлении формул солей необходимо помнить следующее правило: абсолютная величина произведения заряда остатка основания на число остатков основания равна абсолютной величине произведения заряда кислотного остатка на число кислотных остатков.

Номенклатура. Название солей состоят из названия ки- слотного остатка (см. табл. 5) в именительном падеже и названия остатка основания в родительном падеже (без слова ион). Например, KNO3 – нитрат калия, Al2(SO4)3 – сульфат алюминия. Аналогично складывается название двойных солей: KAl(SO4)2 – сульфат калия-алюминия, Ca(OCl)Cl – хлорид-гипохлорит кальция. Если один и тот же металл проявляет переменную степень окисления, то ее указывают в скобках римской цифрой: FeCl2 – хлорид железа

(II), FeCl3 – хлорид железа (III).

156

Название кислых солей образуют добавлением к аниону приставки гидро-, а если необходимо, то с соответствующим числительным: NaHSO4 – гидросульфат натрия, KH2PO4 - дигидрофосфат калия.

Название основных солей образуют, добавляя к наименованию аниона соответствующей средней соли приставки гидроксо-: MgOHCl – гидроксохлорид магния, Al(OH)2Cl – дигидроксохлорид алюминия.

Физические свойства. Большинство солей при обычных условиях представляют собой твердые кристаллические вещества различной окраски. Остатки кислот и оснований в солях связаны между собой, как правило, ионной связью.

Среди солей есть хорошо растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые в воде вещества. В частности, хорошо растворимыми в воде являются почти все соли натрия и калия, а также соли азотной (нитраты) и уксусной (ацетаты) кислот. Растворимы в воде соли хлороводородной кислоты, кроме хлоридов серебра и ртути. Многие карбонаты, фосфаты и сульфиды практически не растворимы в воде.

Химические свойства. Химические свойства солей обу- словлены их отношением к щелочам, кислотам, металлам и солям.

1. Соли реагируют со щелочами с образованием:

- новой соли и нового основания: ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2NaCl;

- основной соли:

ZnCl2 + NaOH = ZnOHCl + NaCl.

2. Соли взаимодействуют с кислотами с образованием:

- новой кислоты и новой средней соли: Ba(NO3)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HNO3;

- кислой и средней солей:

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4;

- только кислой соли:

Na2S + H2S = 2NaHS.

3. Соли могут реагировать между собой:

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl.

4. Соли взаимодействуют с металлами:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

157

Каждый металл может вытеснить из раствора солей все металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжение после него, и не может вытеснять металлы, стоящие перед ним:

FeSO4 + Cu → реакция не идет.

Металлы, расположенные слева от магния (K, Ba, Ca, Na и др.), не используют для вытеснения металлов из растворов солей, т. к. эти металлы реагируют с водой.

5. Некоторые соли разлагаются при нагревании: CaCO3 = CaO + CO2;

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2;

4KClO3 = 3KClO4 + KCl;

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2;

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O.

Характер термического разложения солей зависит от природы соли, температуры, присутствия катализаторов и других факторов.

Получение. Соли получают при взаимодействии следую- щих веществ между собой.

1. Металлов с неметаллами: Fe + S = FeS.

2. Металлов с кислотами:

Zn + HCl = ZnCl2 + H2.

3. Металлов с солями:

Cu + Hg(NO3)2 = Hg + Cu(NO3)2.

4. Металлов, оксиды которых амфотерны, с расплавами ще-

лочей: Zn + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2.

5. Основных оксидов с кислотами:

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O.

6. Основных оксидов с кислотными оксидами:

MgO + SiO2 = MgSiO3.

7. Оснований с кислотами:

2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O;

NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O;

Bi(OH)3 + HCl = Bi(OH)2Cl H2O.

8. Оснований с кислотными оксидами:

NaOH + CO2 = NaHCO3;

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.

158

9. Щелочей с неметаллами:

2KOH + Cl2 = KCl + KClO + H2O.

10. Щелочей с солями:

NaOH + CuCl2 = CuOHCl + NaCl;

2NaOH + CuCl2 = Cu(OH)2 + 2NaCl;

11. Солей с неметаллами:

2KBr + Cl2 = 2NaCl + Br2.

12. Солей с кислотами:

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl

13. Солей с кислотными оксидами:

Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2;

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2.

14. Солей между собой:

Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaNO3.

2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O = [Mg(OH)]2CO3 + CO2 + 4NaCl.

Контрольные задания

1. Составьте глоссарий: соли –: нейтральные –; кислые –;

основные –; двойные –; комплексные.

2. Назовите следующие соли и дайте их графические форму-

лы: Na2SiO3, Mg(C lO4)2, Al(HSO4)3, CaHAsO4, Ni2(HPO4)3, ZnOHCl,

(CrOH)2SO4, K3[Fe(CN)6], [Ag(NH3)2]Cl, KCr(SO4)2.

3. Напишите формулы следующих солей: арсенат натрия, арсенит натрия, силикат железа (II), сульфит меди (II), тригидрофосфат магния, гидросульфат кобальта (II), дигидроарсенит хрома (III), гидроксоперхлорат магния, дигидроксосульфит кобальта, гидроксофосфат железа (III).

4. Напишите уравнения реакция получения всех возможных солей: H2SO4 + Cr(OH)3; H3PO4 + Ba(OH)2; Fe(OH)3 + H3FrO3;

Bi(OH)3 + HCl; Ca(OH)2 + H2S; H4P2O7 + Mg(OH)2.

5. Составьте уравнения следующих реакций: сульфат цинка + сульфид натрия, гидроксид хрома (III) + серная кислота, ацетат

висмута (III) + гидроксид кальция, нитрат свинца (II) + сульфит натрия, гидроксосульфат меди (II) + серная кислота, сульфат железа (I I) + хлороводородная кислота.

159

6.5. Генетическая связь между классами

неорганических соединений

Между простыми и сложными веществами существует генетическая взаимосвязь, а именно – возможность их взаимного перехода. Из простых веществ можно получить сложное вещество, например:

4P + 5O2 = 2P2O5.

Из сложного вещества можно получить простые:

2HgO = 2Hg + O2.

Также из соединений одного класса можно получить вещества другого класса. Так, например, кальций (простое вещество) в результате соединения его с кислородом превращается в оксид кальция:

2Ca + O2 = 2CaO.

При взаимодействии с водой оксид кальция образует гидроксид кальция:

CaO + H2O = Ca(OH)2.

В результате реакции с кислотой гидроксид кальция превращается в соль – сульфат кальция:

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O.

Эти превращения можно представить схемой:

Ca → 2CaO → Ca(OH)2 → CaSO4.

Тот же продукт можно получить исходя из неметалла, например серы:

S → SO3 → H2SO4 → CaSO4.

При сгорании серы на воздухе или в кислороде образуется оксид серы (IV) SO2: S + O2 = SO2, который при нагревании в присутствии катализатора присоединяет кислорода воздуха и образуется оксид серы (VI) SO3: 2SO2 + O2 = SO3.

При взаимодействии оксида серы (VI) с водой образуется серная кислота:

SO3 + H2O = H2SO4.

В результате реакции серной кислоты, например с оксидом кальция, образуется соль – сульфат кальция:

H2SO4 + CaO = CaSO4 + H2O.

160

Возможен и обратный переход – от соли к другим классам

Металл

Неметалл

Основной оксид

Кислотный оксид

Основание

Кислота

Соль

неорганических соединений и простым веществам. При взаимодействии сульфата меди со щелочью, например гидроксидом калия, образуется гидроксид меди (II):

CuSO4 + 2KOH = K2SO4 + Cu(OH)2.

C помощью реакции разложения Cu(OH)2 можно перейти к оксиду меди (II): t

Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Из гидроксида меди (II) посредством восстановления водо-

родом при нагревании можно получить простое вещество медь:

CuO + H2 = Сu + H2O.

Эти превращения можно представить схемой:

CuSO4 → Cu(OH)2 → CuO → Cu.

Подобная связь между простыми веществами, оксидами, основаниями, кислотами и солями, основанная на получении веществ одного класса из веществ другого класса, называется генетической. Зная генетическую связь, можно не только превращать одни вещества в другие, но и вновь получать исходные вещества (рис. 27).

Рис. 27. Генетическая связь между классами неорганических

соединений

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 / 1716 17 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]