Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Сборник задач по химии. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1514 15 > Следующая >>>

Названия и формулы некоторых кислот и их остатков

Кислоты

Кислотные остатки

Формула

Название

Формула

Название

HCl

Хлороводородная

Хлорид-ион

Йодоводородная

Йодид-ион

H2S

Сероводородная

HS-

Гидросульфид-ион

Сульфид-ион

HCN

Циановодородная

CN-

Цианид-ион

HClO

Хлорноватистая

ClO-

Гипохлорит-ион

HClO2

Хлористая

ClO

Хлорит-ион

HClO3

Хлорноватая

ClO

Хлорат-ион

HClO4

Хлорная

ClO

Перхлорат-ион

H2SO

Сернистая

HSO

Гидросульфит-ион

Сульфит-ион

H2SO4

Серная

HSO

Гидросульфат-ион

Сульфат-ион

HNO

Азотистая

Нитрит-ион

HNO3

Азотная

Нитрат-ион

HPO

Метафосфорная

Метафосфат-ион

H3PO4

Ортофосфорная

H2PO

Дигидрофосфат-ион

HPO

Гидрофосфат-ион

Ортофосфат-ион

H2CO

Угольная

HCO

Гидрокарбонат-ион

Карбонат-ион

HMnO4

Марганцовая

MnO

Перманганат-ион

H2CrO4

Хромовая

HCrO

Гидрохромат-ион

CrO

Хромат-ион

H2CrO7

Дихромовая

HCrO

Гидродихромат-ион

CrO

Дихромат-ион

Таблица 11

имеют одинаковые окончания -ид.

ских названий кислотообразующих элементов с добавлением окончаний -ат, если степень окисления элемента соответствует номеру группы и -ит при меньшей степени 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).

Названия кислотных остатков всех бескислородных кислот

Названия кислотных остатков образуется обычно из латин-

131

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 и амфотерными окси-

дами с образованием также соли и воды:

2HCl + CaO = CaCl2 + H2O;

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 N5+ и сера S6+, например:

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

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

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;

HNO3 = N2O5 + H2O.

132

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.

Циановодородную кислоту получают из аммиака и метана:

NH3 + CH4 = HCN +3H2.

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;

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl;

KCN + HCl = HCN + KCl.

Контрольные задания

1. Составьте графические формулы, определите основность,

найдите кислотные остатки следующих кислот: H2TeO4; H3BO3; H2Cr2O7; HIO3; H2SiO4; H2TiO3; H3PO3; HCN; HIO3; H3AsO3; H2B4O7; H2CrO4; H2Se; H2MnO4; CH3COOH.

2. Напишите формулы кислот, которые соответствуют кислотным оксидам: B2O3; CrO3; Br2O; MoO3; I2O; I2O5; I2O7; SO3; P2O5; N2O3; CO2, Cl2O; V2O5; SeO2; N2O5; Cr2O7; Al2O3.

3. Напишите уравнения реакций разложения следующих кислот: H2MoO4; HIO3; H3BO3; H3AsO4; H2CO3; H2Cr2O7; HBrO; H2TeO4; H2SO4; H2SO3; HClO2; H2TiO3; HNO2; HClO3; H2S2O3.

4. Напишите уравнения реакций между следующими веществами: арсенат цинка + хлорная кислота; оксид ртути (II) + азотная кислота; гидроксид кальция + метафосфорная кислота; силикат калия + хлороводородная кислота; гидроксид рубидия + сернистая кислота; оксид натрия + мышьяковистая кислота.

133

5. Закончите уравнения следующих реакций:

H2O + Cl2O7  ;

Al2O3 + HNO3  ;

Sr(OH)2 + H3PO4  ;

CaCO3 + HCl  ;

NaOH + H2SiO3  ;

BeO + H3AsO4  ;

CaCO3 + H2CO3  ;

Mg(OH)2 + H2SO4  ;

HNO3 + Fe2O3  ;

Fe + H2SO4  ;

HCI + СаСО3  ;

HCI + KClO3  ;

НСlO4 + СаО  ;

HBr + Zn  ;

P2O5 + H2O  ;

FeS + HCl .

6. Напишите уравнения реакций получения следующих кислот: марганцовой; метафосфорной; йодноватистой; азотистой; борной; ванадиевой; вольфрамовой; йодной; циановодородной; метакремниевой; сернистой; азотной; угольной.

7. С какими из перечисленных веществ: K2O; CaO; CrO3; Al2O3; Zn(OH)2; Cu; Fe; SO3; Al(OH)3 будет реагировать хлороводородная кислота?

8. Определите объем водорода, который выделяется в ре-

зультате добавления к 250 см3 раствора хлороводородной кислоты с массовой долей HCl 0,20 (ρ = 1,098 г/см3) железа массой 56 г.

9. Какая соль образуется в результате реакции гидроксида алюминия массой 7,8 г и серной кислотой массой 19,6 г?

10. Составьте уравнения реакций взаимодействия:

- магния с очень разбавленной азотной кислотой (образуются нитраты магния и аммония);

- цинка с разбавленной азотной кислотой (образуются нитрат цинка (II), оксид азота (II) и вода);

- свинца с концентрированной азотной кислотой (образуются нитрат свинца (II), оксид азота (IV) и вода).

11. Установите состав смеси солей, если при взаимодействии хлороводородной кислоты и 20 г смеси хлорида натрия и карбоната натрия массой выделилось 2,24 дм3 газа.

12. Определите объём кислорода, необходимый для сжигания газа, полученного при взаимодействии хлороводородной кислоты с цинком массой 13 г.

13. Какая соль образуется в результате реакции гидроксида натрия массой 4,0 г и угольной кислотой (H2CO3) массой 6,2 г?

134

6.4. Соли

KNO3

MgOHCl

Na2HPO4

O K – O – N O

O – H Mg Cl

Na – O Na – O – P = O H – O

нитрат

калия

гидроксохлорид

магния

гидроортофосфат

натрия

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:

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 = NaHSO4 + 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). Двойные соли существуют только в твердом состоянии.

Комплексная соль – это соль, в состав которой входит сложный (комплексный) ион (в формулах комплексный ион заключается в квадратных скобках). Например, K4[Fe(CN)6]

135

(комплексный ион [Fe(CN)6]4-), [Ag(NH3)2]Cl (комплексный ион [Ag(NH3)2]2+).

Номенклатура. Название солей состоят из названия кислотного остатка (см. табл. 10) 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).

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.

Химические свойства. Химические свойства солей обусловливаются 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.

136

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

щелочей:

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.

137

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.

Контрольные задания

1. Назовите следующие соли и дайте их графические фор-

мулы: Na2SiO3; Mg(ClO4)2; Al(HSO4)3; CaHAsO4; Ni2(HPO4)3; ZnOHCl; (CrOH)2SO4; K3[Fe(CN)6]; [Ag(NH3)2]Cl; KCr(SO4)2; Bi(OH)2Cl; KHSO3; KAl(SO4)2; Ca(HCO3)2; BiOHCl2.

2. Напишите формулы следующих солей: арсенат натрия; арсенит калия; силикат железа (II); сульфит меди (II); тригидрофосфат магния; гидросульфат кобальта (II); дигидроарсенит хрома (III); гидроксоперхлорат магния; дигидроксосульфит кобальта; гидроксофосфат железа (III); гидрофосфата кальция; гексацианоферрат калия (III); гидроксохлорида меди (II).

3. Напишите уравнения реакция получения всех возможных солей: H2SO4 + Cr(OH)3; H3PO4 + Ba(OH)2; Fe(OH)3 + H3ВrO3; Bi(OH)3 + HCl; Ca(OH)2 + H2S; H4P2O7 + Mg(OH)2.

4. Составьте уравнения следующих реакций: оксид бария + + оксид серы (IV); оксид азота (III) + вода; оксид кобальта (III) + + серная кислота; оксид серы (VI) + оксид железа (III); оксид кремния (IV) + гидроксид калия; оксид азота (V) + оксид цинка; гидроксид алюминия + азотная кислота; гидроксид меди (II) + + хлорная кислота; цезий + вода; оксид бария + вода; гидроксид

138

бария + оксид фосфора (V); гидроксид хрома (III) + гидроксид калия; арсенат цинка + хлорная кислота; оксид ртути (II) + азотная кислота; гидроксид кальция + метафосфорная кислота.

5. Запишите уравнения всех возможных реакций, с помощью которых можно получить сульфат железа (II).

6. Напишите уравнения реакция получения всех возможных солей: H2SO4 + Cr(OH)3; H3PO4 + Ba(OH)2; Fe(OH)3 + H3BO3; Bi(OH)3 + HCl; Ca(OH)2 + H2S; H4P2O7 + Mg(OH)2; H2S + Al(OH)3; H2CO3 + NaOH; H2SiO3 + Ca(OH)2.

7. На нейтрализацию 20 г смеси гидрофосфата и дигидрофосфата натрия потребовалось 25 г раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH равной 0,40. Определить состав смеси.

8. Определите металл и объем выделившегося водорода (н. у.), для растворения 6,45 г этого металла потребовалось 7,20 г хлороводородной кислоты.

9. Найдите массу выпавшего осадка, если к 245 г раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 0,2 прилили избыток раствора нитрата бария.

10. Через 340 г раствора аммиака с массовой долей 0,02 пропустили сероводород объемом 8,96 дм3 (н. у.). Назовите соль, получившуюся в результате реакции, и определите ее массу.

11. Определите массы солей, полученных при растворении 22,4 дм3 углекислого газа в 480 г раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH равной 0,1.

12. Определите какая получится соль и ее масса, если в 250 см3 воды растворили 13,8 г натрия и затем добавили 50 г раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей H3PO4 равной 0,59.

13. Определите объем азота (н. у.), который образуется в результате реакции нитрита натрия массой 6,9 г с раствором хлорида аммония массой 200 г с массовой долей NH4Cl равной 0,05.

14. Какого состава образуется соль, если через 400 г раствора гидроксида калия с массовой долей KOH равной 0,21 пропустили оксид углерода (IV) объемов 33,6 дм3 (н. у.)?

15. Рассчитайте, в каких массовых отношениях следует

смешать гидроксид кальция с ортофосфорной кислотой, чтобы произошла реакция нейтрализации.

139

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, простое вещество – кальций – 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.

Возможен и обратный переход – от соли к другим классам неорганических соединений и простым веществам. Например, 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 водородом при нагревании можно получить простое вещество медь:

CuO + H2 = Сu + H2O.

140

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1514 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]