3. Назовите оксиды, которые образуются при горении в кислороде сложных веществ — СH4 и H2S.
4. Рассчитайте массу гидроксида железа(III), при термическом разложении которого образуется вода массой 10,8 г.
5. Рассчитайте химическое количество и массу оксида ме- |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
т |
ди(II), образующегося в результате термического разложения гид- |
роксида меди(II) массой 19,6 г. |
|
|
|
|
|
6. Рассчитайте объем (н. у.) водорода, который прор агирует с |
оксидом меди(II) массой 19,6 г. |
|
|
е |
|
§ 38. Кислоты |
|
|
|
Другой очень важный класс неорганиче ких веще тв — кислоты. |
|
а |
в |
|
|
Они встречаются в природе, находят применение в быту, используют- |
ся для получения различных веществ. |
с |
|
|
|
Состав кислот я
Вы уже знаете, что в состав молекул кислот входят атомы водоро-
•одноНосновныеаро—дс однимнатомом водорода в молекулах, напри-
мер: HCl, HBr, HNO3;
•двухосновные — с двумя атомами водорода в молекулах, на-332 22 4 2Cl,да азить
• трехосновные — с тремя атомами водорода в молекулах, на-
пример: H3PO4, H3ВO3.
Правообладатель Народная асвета
|
182 |
|
Основные классы неорганических соединений |
|
|
|
|
2) По наличию или отсутствию атомов кислорода в молеку- |
|
лах различают кислоты: |
|
|
|
|
|
а |
|
|
• |
бескислородные — HCl, HBr, H2S; |
|
|
|
|
|
|
• кислородсодержащие — HNO3, H2SO4, H2SiO3, |
H2CO3, |
|
H3PO4. |
|
|
|
|
т |
|
|
Напомним, что все кислородсодержащие кисло ы о носятся к кис- |
|
|
|
|
|
|
е |
|
— гид- |
|
лотным гидроксидам. Например, фосфорная кисло а H3PO4 |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
роксид фосфора(V); серная кислота H2SO4 |
— гидроксид серы(VI). |
|
Кислоты в природе |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кислоты довольно широко распро транены природе. До сих пор |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
вы наиболее часто сталкивались с ними, употребляя в пищу продукты |
кислого вкуса — фрукты, кефир, кв шеную капусту и маринованные
где в природе содержатся этияполезные кислоты. Наиболее часто они образуются в растениях и содерж тся в их плодах или листьях, кото-
овощи, в которых содержатся р зличные кислоты. Многим из вас,
конечно же, кислый вкус не очень нравится, но кислые продукты не-
рые мы употребляем в пищуа. В разных растениях образуются разные кислоты: в лимонах — лимо ная, в яблоках — яблочная, а в ща-
обходимы организму так же, как и сладкие. Поэтому давайте узнаем,
веле — щавелевая. Известны также природные кислоты, которые |
|
н |
содержатся в рганизмах некоторых насекомых, например муравьев |
(муравьиная кислдта). |
Молочная кислота, придающая кислый вкус кефиру, образуется |
о |
|
при скис нии молока или капусты, а уксусная кислота — при ски- |
встречаютсяН в природе. Например, сероводородная (Н2S) и угольная (H2CO3) кислоты содержатся в водах некоторых минеральных источников. Соляная кислота (HCl) входит в состав желудочного сока человека. Азотная и серная кислоты в небольших количествах встречаются в дождевой воде («кислотные дожди»).
сании вина. Все эти кислоты относятся к органическим кислотам, с |
р |
|
которыми вы познакомитесь позже. |
еорганическиеа |
кислоты, которые вы изучаете сейчас, также |
Правообладатель Народная асвета
Химические свойства кислот |
183 |
|
Кислоты классифицируются по числу атомов водорода в |
молекулах (по основности) и по наличию в них атомов кисло- |
рода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кислоты широко распространены в природе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вопросы и задания |
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Из предложенного ряда формул — СO, H2SO4, KOH, H2S, |
СaCO3, HCl, SO2, HNO3, H3PO4, NaCl, H2CO3 — |
ыб рите формулы |
кислот и назовите их. |
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
2. Что такое основность кислоты? Какие из предложенных |
кислот — HNO |
, H |
SO |
, H |
SiO |
, H |
CO |
, H |
PO |
, H SO |
, H |
BO |
3 |
— яв- |
3 |
2 |
4 |
2 |
3 |
2 |
3 |
3 |
4 |
|
в2 3 |
3 |
|
? |
|
ляются одноосновными; двухосновными; трехосновнымис |
|
|
3.Напишите химические формулыякислот: а) одноосновной кислородсодержащей; б) двухосновной бескислородной; в) одноосновной бескислородной; г) двухосновной кислородсодержа-
щей; д) трехосновной кислородсодержащей. Назовите эти кислоты. н
4.Где в природе встречаютсяд кислоты?
5.Рассчитайте общую массу смеси азотной и фосфорной кислот, если их химическиео количества равны соответственно 0,2 моль и 0,3 м ль. Чему равно общее число молекул кислот в этой смеси? р
§39. Химическиеа свойства кислот а подобие.Н
Оно выражается в том, что кислоты в водных растворах проявляют схожие химические свойства, называемые кислотными свойствами. Знание этих свойств очень важно для дальнейшего изучения химии, поэтому познакомимся с ними более подробно и систематизируем изученный ранее материал.
Правообладатель Народная асвета
184 Основные классы неорганических соединений
1. Изменение окраски индикаторов Вы уже знаете, что для доказательства наличия кислоты или щело-
чи в растворе можно использовать особые вещества — индикаторы. Вспомните, в какие цвета окрашены растворы индик торов лакмуса, метилоранжа и фенолфталеина. Как изменяется их окраска в
ряду активности левее Н2 (например, Mg, Al, Zn, Fe). В результате
растворах кислот? |
|
|
а |
|
2. Взаимодействие с металлами |
|
|
|
|
|
|
Из материала предыдущих тем вам известно, ч о в водных раство- |
рах многие кислоты реагируют с металлами, расположеннымит |
в |
|
|
е |
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
этих реакций образуются сложные веще т а — соли и выделяется |
газообразное простое вещество — водород: |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
с |
+ |
|
(7) |
|
кислота |
+ |
|
металл |
|
соль |
водород |
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
В такие реакции вступают как бескислородные (HCl, HBr), так и |
кислородсодержащие (H2SO4, H3PO4) кислоты, например: |
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6HCl |
+ |
2Alя= 2AlCl3 + 3H2[; |
|
|
|
д |
|
|
алюми- |
хлорид |
водород |
|
|
|
хлорово- |
|
|
|
|
оро |
ая |
|
|
ий |
алюминия |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2[. |
|
|
серная |
|
|
железо |
сульфат |
водород |
|
|
|
|
|
|
|
|
кисл та |
|
|
|
|
|
железа(II) |
|
|
|
Реакции этого типа, как вы уже знаете, относятся к реакциям замещенияН : томы металлов замещают (вытесняют) атомы водорода из молекул кислот.
Следует помнить, что металлы, расположенные в ряду активности правее Н2 (Сu, Ag, Hg и др.), с указанными кислотами в водных растворах не реагируют.
3. Реакции с основными оксидами Еще в младших классах, изучая математику, вы узнали, что от
перемены мест слагаемых сумма не изменяется: 2 + 3 = 5; 3 + 2 = 5.
Правообладатель Народная асвета
Химические свойства кислот |
185 |
|
Похожее правило есть и в химии: если в уравнении реакции исходные вещества поменять местами, то ее продукты от этого не изменятся. Так, например, изучив ранее химические свойства основных оксидов, вы узнали, что они реагируют с кислотами с образованием солей и воды. Зная это, вы можете теперь смело утверждать, что кислоты реагируют с основными оксидами, образуя те же продук ы — соли
и воду: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
+ |
|
основный оксид |
= |
|
|
соль |
|
+ |
ода |
|
(8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример уравнения реакции, |
протекающей |
|
оот етствии с этой |
схемой: |
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
I |
|
II |
II |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
с+ H O. |
|
|
|
|
|
2HCl |
MgO |
= MgCl |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
хлоро- |
|
оксид |
хлорид |
|
вода |
|
|
|
|
|
водородная |
магния |
магнияа |
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как вам уже известно, эти ре кции относятся к реакциям обмена, |
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поскольку в процессе взаимодействия исходные сложные вещества |
обмениваются своими состав ымиачастями. |
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Взаимодействие с основаниями |
|
|
|
|
|
|
|
Изучая химические св йстваноснований, вы узнали, что они реа- |
гируют с кислотамиос дбразованием солей и воды. А что же тогда образуется п и взаим действии кислот с основаниями? Правильно, те же самые п одукты — соли и вода! Мы еще раз убедились в том,
что сост в конечныхрвеществ не зависит от того, в каком порядке смешиваются одни и те же исходные вещества. Итак, составим схему,
согласно которой кислоты реагируют с основаниями: |
|
|
а |
|
|
кислота |
+ |
основание |
= |
соль |
+ |
вода |
(9) |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запомните |
, что в образующейся соли валентность атомов |
металла такая же, как в исходном основании, а валентность кислотного остатка такая же, как в исходной кислоте.
Правообладатель Народная асвета
186 Основные классы неорганических соединений
Кислоты реагируют как с нерастворимыми, так и с растворимыми
основаниями, например: |
|
|
|
|
|
|
а |
I |
II |
|
II |
I |
|
2HNO3 + |
Cu(OH)2 |
= Cu(NO3)2 + 2H2O; |
азотная |
гидроксид |
|
нитрат |
вода |
кислота |
меди(II) |
|
меди(II) |
е |
|
II |
I |
|
I |
|
II |
|
H2SO4 |
+ 2KOH |
= K2SO4 |
+ 2H2O. |
|
серная |
гидроксид сульфат |
одат |
кислота |
калия |
|
|
с |
|
|
|
калия |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
Реакции этого типа, как и предыдущего, относятся к реакциям |
обмена. Вспомните, как назыв ет я ре кцияв, которую отображает |
последнее уравнение. Почему она т к н зывается? |
|
|
я |
|
|
|
|
|
5. Взаимодействие с солями |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
Еще один класс сложных веществ, с которыми кислоты могут вступать в химическое вз имодействие, — соли. Реакции этого типа идут по общей схеме:
|
кислота |
+ |
|
д |
|
= |
|
новая кислота |
+ |
|
новая соль |
(10) |
|
|
соль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Однако сразу заметим, что кислота реагирует в растворе с |
солью лишь в т м случаен, если в результате реакции выделяется |
газ ([) или |
бразуется нерастворимое вещество, выпадающее в |
осадок (Z). П имеры таких реакций: |
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
I I |
|
|
|
I II |
|
I II |
|
I |
I |
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
2HCl |
+ K2S |
= |
H2S [ |
+ |
2KCl; |
|
хлоро- |
|
сульфид |
|
серо- |
|
хлорид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водородная |
|
калия |
|
водород |
|
калия |
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
II |
+ |
|
II |
|
I |
= |
I I |
+ |
II |
II |
|
|
|
H2SO4 |
BaCl2 |
2HCl |
BaSO4Z. |
|
|
|
серная |
|
хлорид |
|
хлоро- |
|
сульфат |
|
|
|
кислота |
|
бария |
|
водородная |
бария |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
Правообладатель Народная асвета
Химические свойства кислот |
187 |
|
Очевидно, что реакции этого типа, как и двух предыдущих, отно- |
|
сятся к реакциям обмена. |
а |
|
|
|
6. Разложение кислот на кислотные оксиды и воду Известно несколько кислот, которые достаточно легко р зл г ются на соответствующий кислотный оксид и воду. К таким кислот м, которые называют неустойчивыми, относят угольную (H2CO3), сер-
нистую (H2SO3) и кремниевую (H2SiO3) кислоты. Особ нно неустой- |
чива угольная кислота — она разлагается на кислотный оксид CO2 и |
воду уже при комнатной температуре: |
|
|
|
т |
H2CO3 = CO2[ + |
H2O. |
|
е |
в |
|
угольная |
оксид |
вода |
|
кислота |
углерода(IV) |
|
|
|
|
с |
|
|
Кислоты в растворах изменяют окр ску индикаторов. |
Кислоты реагируют с металлами, основными оксидами, осно- |
ваниями и солями. |
я |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вопросы и задания |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Перечислите классы веществ, с которыми реагируют кисло- |
ты. Вещества каких классов при этом образуются? Приведите по |
одному примеру с тветствующихн |
реакций. |
2. Напишите уравнения реакций, протекающих в растворе |
д |
|
между: хло овод дн й кислотой и железом; серной кислотой и |
оксидом кальцияар; азотнойо кислотой и гидроксидом магния; серной кислотой и к бон том калия. К каким классам относятся продукты этих ре кций? Назовите их.
3.Железо м ссой 11,2 г растворили в серной кислоте. Рассчитайте химическое количество образовавшейся соли и объем (н. у.) выделившегося водорода.
4.Рассчитайте химическое количество и массу оксида кальция СaO, который прореагирует с азотной кислотой массой 37,8 г.
5.Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения: оксид фосфора(V) I фосфорнаяН
Правообладатель Народная асвета
|
188 |
Основные классы неорганических соединений |
|
|
|
|
кислота I фосфат цинка; оксид серы(VI) I серная кислота I во- |
|
дород I вода. |
|
|
а |
|
|
6. Карбонат кальция подвергли термическому разложению, в |
результате чего образовался оксид углерода(IV) объемом (н. у.) 6,72 дм3. Рассчитайте массу исходного карбон та и химическое количество полученного оксида кальция.
§ 40. Получение и применение кислот |
|
|
т |
Получение кислот |
|
|
|
|
|
|
|
Для получения неорганических кислот используют реакции разных |
типов. Рассмотрим важнейшие из них. |
|
|
е |
|
|
|
|
1. Взаимодействие некоторых про тых веществ не- |
металлов с водородом |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
с |
|
|
Например: |
|
|
|
|
|
|
|
H2 + |
|
|
=t |
|
|
|
|
|
Cl2 |
|
2HCl; |
|
|
|
водород |
|
хлор |
а |
|
|
|
|
|
|
|
хлоро- |
|
|
|
|
я |
|
|
водород |
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
H2 |
|
= |
H2S. |
|
|
|
+ |
S |
|
|
|
|
водород |
сера |
серо- |
|
|
|
а |
|
|
водород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образующиеся газообразные продукты реакций — HCl и H2S — |
растворяют в в |
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
е и получают соответствующие бескислородные |
кислоты — хл |
дв д родную и сероводородную. Таким же образом |
можно получить и бромоводородную кислоту — раствор газа бромо- |
|
о |
водорода HBr в воде. |
К к кому типу относятся рассмотренные реакции получения HCl |
и H2S? |
р |
2. аВзаимодействие серной кислоты с твердыми со- |
лями |
|
Этот способ основан на том, что нелетучая серная кислота H2SO4 |
приНнагревании вытесняет летучие кислоты — HCl и HNO3— из их |
солей. Поэтому хлороводородную кислоту можно получить, нагревая смесь ее соли — твердого хлорида натрия с серной кислотой:
Правообладатель Народная асвета
190 Основные классы неорганических соединений
Поскольку оксид кремния SiO2 с водой не реагирует, то соответствующую ему кислоту H2SiO3 получают другими способами.
Кислоты широко используются практически во всех сферах дея-
тельности человека — в быту, в различных о р слях промышлен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
ности, в медицине. Наибольшее применение находит серная кислота |
(рис. 119). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
Так как кислоты оказывают разрушающ д йствие на кожу, бума- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
гу, ткани, обращаться с ними следует осторожно, соблюдая правила |
безопасности. |
|
|
|
|
|
яа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 119. Применение серной кислоты: 1 — производство химического волокна; 2 — очистка нефтепродуктов; 3 — электролит в аккумуляторах; 4 — производство минеральных удобрений; 5 — производство красителей; 6 — производство лекарств; 7 — производство моющих средств; 8 — в металлургии; 9 — химические реактивы
Правообладатель Народная асвета