Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия. Практикум
.pdf
3. Напишите выражения для констант нестойкости комплексных ионов
[Ag(NH3)2]+, [Fe(CN)6]4–, [PtCl6]
2–
. Чему равны степень окисления и координа-
ционное число комплексообразователей в этих ионах?
Решение:
Для того, чтобы написать выражение для констант нестойкости ком-
плексных ионов, необходимо изобразить диссоциацию этих комплексов:
[Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3;
[Fe(CN)6]
4–
↔ Fe
2+
+ 6CN–;
[PtCl6]
2–
↔ Pt+4 + 6Cl–;
а) Степень окисления Ag (+1), координационное число Ag+1 (2);
б) Степень окисления Fe(+2), координационное число Fe+2 (6);
в) Степень окисления Pt (+4), координационное число Pt (6).
4. Эмпирическая формула соли CrCl35H2O. Исходя из того, что коорди-
национное число хрома равно 6, вычислите какой объем 0,1н. раствора AgNO
понадобится для окисления внешнесферносвязанного хлора, содержащегося в
200 см3 0,01М раствора комплексной соли; считая, что вся вода, входящая в состав соли, связана внутрисферно.
Решение:
Если указывается, что все пять молекул воды H2O находятся во внутрен-
ней сфере комплексного соединения, а координационное число хрома равно 6,
то формула комплексного соединения должна быть: [Cr(H2I)5Cl]Cl
Диссоциа-
2.
ция комплексного соединения будет протекать по уравнению:
3
[Cr(H2I)5Cl]Cl2 = [Cr(H2I)5Cl]+2 + 2Cl-.
Следовательно, Cl-–ионов будет содержаться в 200 мл 0,01М раствора
внутренней сферы комплексной соли [Cr(H2I)5Cl]Cl
но в условиях задачи.
41
в 2 раза больше, чем указа-
2
Далее согласно закону эквивалентов, сколько моль-эквивалентовCl--
ионов находится во внешней сфере комплексной соли [Cr(H2I)5Cl]Cl
, столько
2
же моль-эквивалентов потребуется 0,1н. AgNO3 для осаждения этих хлоридионов:
. Отсюда = 40 см3.
5. Напишите уравнения диссоциации солей K3[Fe(CN)6] и NH4Fe(SO4)
в
2
водном растворе. К каждой из них прилили раствор щелочи. В каком случае
выпадает осадок гидроксида железа (III)? Напишите молекулярные и ионномолекулярные уравнения реакций.
Решение:
K3[Fe(CN)6] = 3K+ + [Fe(CN)6]3–
[Fe(CN)6]3–= Fe3+ + 6CN–
Осадок Fe(OH)
NH4Fe(SO4)2 = NH
будет выпадать из того раствора, где находилась соль
3
+
4
+ Fe
3+
+ 2SO
2–
4
NH4Fe(SO4)2:
2 NH4Fe(SO4)2+6NaOH=2Fe(OH)3+3Na2SO4+ (NH4)2SO
2NH
+
+2Fe+3+4SO
4
2–
+6Na++6OH– = 2Fe(OH)3+6Na++3SO
4
Комплексный ион [Fe(CN)6]
-3
при действии щелочи разрушаться не будет,
и осадок Fe(OH)3 в растворе K3[Fe(CN)6] не образуется.
2–
4
+2NH
4
+
4
+SO
2–
4
42
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5
Основные классы неорганических соединений
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии.
1. Методы получения и химические свойства оксидов;
2. Методы получения и химические свойства кислот.
3. Методы получения и химические свойства оснований.
4. Методы получения и химические свойства солей.
2. Теоретическая часть
Оксиды — сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов
кислорода и какого–нибудь другого элемента.Оксиды делятся на
солеобразующие и несолеобразующие (это СО, NO, H2O). Солеобразующие
оксиды делятся на основные, кислотные, амфотерные.
К основным оксидам относятся оксиды щелочных и щелочно–земельных
металлов, а других металлов со степенью окисления +1, +2. Они
взаимодействуют с водой с образованием оснований:
ВаО + Н
O = Ва(ОН)2.
2
- с кислотными оксидами и кислотами, образуя соли;
CaO + CO2 = СаСОз,
CuO+ 2HC1 = СuС12+Н2O.
Кислотные оксиды образуют неметаллы (С12O, В2O3, СO
и др.), а также
2
металлы со степенью окисления +5, +6, +7 (V205, СrОз, Мn207).
Многие кислотные оксиды непосредственно взаимодействуют с водой,
образуя кислоты: SO2+ Н2O=H2SO3,
Со щелочами кислотные оксиды образуют соль и воду:
N2O5+ 2NaOH= 2NaNO3+ Н2O.
Амфотерные оксиды образуют металлы, имеющие степени окисления +3,
+4, иногда +2(BeO, ZnO, Аl2Oз, Сг20з, SnO, РbО, МnO2 и др.) Они
характеризуются реакциями солеобразования и с кислотами, и с основаниями,
так как в зависимости от условий проявляют как основные, так и кислотные
свойства.Например, Сr2O3 реагирует с кислотой как основный оксид:
Сr2O3 + 6НС1 = 2СrСl3 + 3Н2O,
со щелочью — как кислотный:
Сr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO
43
+ Н
2
O.
2
Если элемент образует несколько оксидов, например, Cr+2O, Cr
+З
2O3
,
Cr+6O
, то по мере увеличения его степени окисления усиливается кислотный
3
характер оксида. Так, СrО — основный, Сr2Oз — амфотерный, а СrO3 —
кислотный оксид.
Оксиды можно получить следующими способами:
- при взаимодействии простых веществ с кислородом
2Mg+ O2 = 2MgO.
- разложением сложных веществ
2Zn(NO3)2 = 2ZnO+ 4NO2+ O2.
Гидроксиды — продукты соединения оксидов с водой. Они бывают трех
видов: основные (основания), кислотные (кислоты) и амфотерные (амфолиты).
Основания — электролиты, которые при диссоциации в качестве анионов
образуют только гидроксид–ионы: NaOH = Na+ + ОН-.
По растворимости в воде различают:
а) основания, растворимые в воде — щелочи. К ним относятся LiOH,
NaOH, КОН, RbOH, CsOH, Са(ОН)2, Sr(OH)2, Ва(ОН)2.
б) основания, нерастворимые в воде, например Cu(OH)2, Fe(OH)3, Cr(ОН)
и др.
Щелочи образуют с кислотными оксидами соль и воду:
Ва(ОН)2 + СO2 = ВаСО3 + H2O.
Щелочи взаимодействую с кислотами с образованием соли и воды
(реакция нейтрализации): 2NaOH + H2SO4= Na2SO4 + 2H2O.
При действии щелочей на растворы солей получаются новая соль и новое
основание, причем одно из полученных веществ должно выпадать в осадок:
2КОН + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + K2SO4.
Нерастворимые в воде основания, так же как и щелочи, взаимодействуют
с кислотами и разлагаются при нагревании:
Fe(OH)3+ 3HС1 = FeCl3+ 3H2O;
2Fe(OH)3 = Fe2O3+ 3H2O.
Получить щелочи можно растворением в воде соответствующих оксидов
или разложением воды очень активными металлами (К, Na, Са, Ва)..
Общий способ получения нерастворимых в воде оснований — действие
3
щелочей на растворимые соли металлов, основания которых нерастворимы:
2NaOH+ FeSO4= Fe(OH)2 ↓ + Na2SO
4
Кислоты- электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов
образуются только катионы водорода Н
+
(точнее ионы гидроксония Н3O+)-.
Кислоты можно разделить на бескислородные (HCl, HBr, HCN, H2S) и ки-
слородсодержащие (HNO3,H2SO4, Н
3РО4
).
44
Кислоты взаимодействую с металлами, стоящими левее водорода в ряду
стандартных электродных потенциалов, образуя соль и водород:
2Аl + 3H2SO4= Al2(SO4)3 + 3Н2↑.
Водород не выделяется при взаимодействии металлов с концентрирован-
ными азотной и серной кислотами.
Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами:
2HNO3+ CaO = Ca(NO3)2 + H2O.
При взаимодействии кислот с солями могут образовываться новые соль и
кислота: H2SO
+ ВаС1
4
= BaSO4↓+ 2HCl.
2
Кислоты получают:
- гидратацией кислотных оксидов Р2O5 + 3H2O = 2Н
3РО4;
- обменной реакцией соли с кислотой Ca3(PO4)2+ 3H2SO4= 3CaSO4+
2H3PO4.
Амфолиты — это гидроксиды, которые проявляют как основные, так и
кислотные свойства. К ним относятся, например, Cr(OH)3, Zn(OH)2, Ве(ОН)2,
Аl(ОН)3 и др.
Амфотерные гидроксиды способны реагировать как с кислотами, так и со
щелочами.
Соли — электролиты, при диссоциации которых образуются катионы
металлов (или ионы аммония NH⁺4) и анионы кислотных остатков. Соли
делятся на средние, кислые, основные.
Средние соли можно рассматривать как продукты полного замещения
атомов водорода в кислоте атомами металла или как продукты полного
замещения гидроксогрупп основания кислотными остатками.
Кислые соли (гидросоли) — продукты неполного замещения атомов
водорода многоосновных кислот атомами металла( NaHCO3, Ca (H2PO4) 2).
Основные соли (гидроксосоли) по составу являются продуктами
неполного замещения гидроксогрупп основания на кислотные остатки.
Основные соли образуются только многокислотными основаниями. Например,
(СuОН)2СОз, AlOH(NO3)2, FeOHCl.
При взаимодействии двух растворимых в воде солей образуются две
новые соли, одна из которых должна выпадать в осадок:
Ba(NO3)2+ K2SO4= 2KNO3+ BaSO4↓
Реакция металла с солью менее активного металла приводит к
образованию соли и металла. Исходная соль должна быть растворимой в воде, а
45
металл находиться в ряду стандартных электродных потенциалов левее
вытесняемого из соли металла: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu
3. Литературные источники
1. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие
для вузов/ под ред. В.А.Рабиновича и Х.М. Рубиной – М. Интеграл-Пресс,
2007- С.28-34.
2.Тихонов Г.П. Общая химия. Часть II. Учебное пособие для
самостоятельной подготовки студентов-М.: Альтаир-МГАВТ 2008- С. 48-79.
4. Порядок проведения занятия
В начале проведения занятия преподаватель кратко напоминает
студентам:какие соединения относятся к основным классам неорганических
соединений и дает им краткую характеристику.
Затем засушиваются следующие самостоятельно подготовленные
сообщения студентов:
1.Оксиды и Кислоты. Классификация.
2.Основание и соли. Классификация.
В ходе обсуждения доложенных положений в форме взаимного диалога
между преподавателем и самими студентами рассматриваются и обсуждаются
следующие основные вопросы:
1. Химические свойства оксидов.
2. Методы получения и химические свойства кислоты.
3. Методы получения и химические свойства оснований.
4. Методы получения и химические свойства солей.
5. Задание на самостоятельную работу
1. Изучить по предложенным литературным источникам тему «Основные
классы неорганических соединений»
2. Решить 2 задачи, предложенные преподавателем из раздела 6 Задачи
для самостоятельного решения.
6. Задачи для самостоятельного решения
1. Какие из перечисленных кислот образуют кислые соли:
HI,
H2SO4,
H2S2O4,
46
СНзСООН,
Н3РO4,
НNO3?
2. Какие из указанных веществ, реагируют с гидроксидом натрия:
HNO3,
CaO,
СО2,
CuSО4,
Cd(OH)2,
Р
2О5
,
MgO?
Составьте уравнения реакций.
3. Составьте уравнения реакций, доказывающих кислотный характер
S03,
Мn
P
2О5
2О7
,
,
СrО3,
СО2.
4. Составьте уравнения реакций между кислотами и основанием,
приводящие к образованию солей:
NaNО3,
NaHSО4,
Na2HPО4,
K2S.
5. Составьте формулы нормальных и кислых солей калия и кальция,
образованных: угольной кислотой, мышьяковистой кислоты.
47
6. Какие из указанных гидроксидов могут образовать основные соли:
a) Сu(OH)2,
б) Ca(OH)
2,
в) LiOH,
г) KOH,
д) Al(OH)3,
е) Mg(OH)2,
ж) Fe(OH)3.
7. Возможно ли взаимодействие между оксидами:
Li2Ои N
2О5
,
MgO и Cr2O3,
Na2O и ВеО,
K2O и ZnO,
BaO и MnO2.
8. Оксиды BaO, ZnO, Р
представляют собой порошкоообразные
2О5
вещества белого цвета. Если эти оксиды нельзя разложить по внешнему виду,
то как это сделать при помощи химических реакций?
9. Напишите уравнения реакций, при помощи которых перечисленные
ниже соли могут быть переведены в средние
(CuOH)2SO4,
Са(НСO3)2,
AI (OH)
Сr(OH)
2SO4
so
4
,
,
4
FeOHSO4,
BiONO3. ‘
10.Какие из солей:
BaClNO3,
48
КН2РO4,
Рb(СН
СОО)
3
,
2
(BiO)2SO4,
Fe(OH)2NО
3
взаимодействуют с H2SO4, NaOH? Назовите исходные соли и продукты
возможных реакций, напишите их графические формулы.
7. Примеры решения задач
1. Какие из указанных газов вступают в химическое взаимодействия с
раствором щелочи: HCl, H2S, NО2, N2, СН4, SО2, NH3? Написать уравнения
соответствующих реакций.
Решение:
1) HCl — хлороводородная кислота реагирует со щелочью NaOH:
HCl + NaOH = NaCl+H2O;
2) H2S — слабая двухосновная кислота реагирует со щелочью NaOH с об-
разованием кислой соли NaHS и средней соли Na2S:
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (избыток);
3) NО2 — кислотный оксид реагирует с щелочью NaOH, с образованием
двух солей — NaNО3 и NaNО2:
2NO2 + 2NaОH = NaNO3 + NaNO2 + H2О;
4) N2+NaOH — реакция не идёт (N2 – инертный газ, со щелочами не
реагирует);
5) CH4+NaOH — реакция не идет (СН4 — предельный углерод, со
щелочами не реагирует)
6) SO
кислотный оксид реагирует со щелочью NaOH с образованием
2 —
кислой соли NaHSO3 и средней соли Na2SО3:
SО2 + NaOH = NaHSО3;
SО2 + 2NaOH (избыток) = Na2SО3 + H2О.
49
7) NH3 + NaOH реакция не идёт (NH3 в водных растворах — слабое
основание: со щелочами не реагирует)
2.Составить уравнения реакций с помощью которых можно осуществить
следующие превращения:
Ba → BaO → BaCl2 → Ba(NO3)2 → BaSO4;
Mg → MgSO4 → Mg(OH)2 → MgO → MgCl2.
Решение:
1) Ba → BaO → BaCl2 → Ba(NO3)2 → BaSO4
Ва + О2 = ВаО; ВаО + 2НСl = ВаСl2 + Н2O;
BaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ba(NO3)2;
Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaNO3.
2)Mg → MgSO4 → Mg(OH)2 → MgO → MgCl2;
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2;
MgSO4 + 2KOH = Mg(OH)2↓ + K2SO4;
Mg(OH)2 = MgO + H2O;
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O.
3.С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать соляная
кислота: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4?
Решение:
1) N2O5— кислотный оксид, с кислотами не реагирует;
2) Zn(OH)2— амфотерный гидроксид, который реагируют с кислотами и
основаниями: Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
3) СаО — основной оксид, реагирует с кислотами: СаО+2НСl =
СаСl
2+Н2
O
4) AgNО3 — соль реагирует с HClс образованием труднорастворимого
осадка AgCl: AgNО3+HCl =AgCl↓+HNO3
5) H3PO4, H2SO
кислоты, как вещества одного класса кислот с соляной
4 —
кислотой не реагируют.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]