Домашнее задание № 1

Оглавление

1. КЛАССЫ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 5

1.1. Оксиды 5

1.2. Гидроксиды 7

1.2.1. Кислоты 7

1.2.2. Основания 9

1.2.3. Амфотерные гидроксиды 10

1.3. Соли 11

1.3.1. Средние соли 11

1.3.2. Кислые соли 12

1.3.3. Основные соли 13

Домашнее задание № 1 14

2. ЭЛЕКТРОЛИТЫ 15

Домашнее задание № 2 18

3. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ 20

3.1. Соли, образованные сильной кислотой и слабым

основанием 20

3.2. Соли, образованные слабой кислотой и сильным

основанием 20

3.3. Соли, образованные слабой кислотой и слабой

основанием 21

3.4. Совместный гидролиз двух солей 21

Домашнее задание № 3 22

4. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ 23

4.1. Степень окисления. Окислители и восстановители 23

4.2. Составление уравнений окислительно-

восстановительных реакций 24

4.3. Взаимодействие металлов с растворами кислот 29

4.4. Взаимодействие металлов с водой 31

4.5. Взаимодействие металлов с водными растворами

щелочей 32

Домашнее задание № 4 33

5. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ 35

Домашнее задание № 5 38

ПРИЛОЖЕНИЯ 39

КЛАССЫ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Оксиды (Э_хО_у).

1.2. Гидроксиды: кислоты (Н-кислотный остаток) и основания (Ме-ОН).

1.3. Соли (Ме-кислотный остаток).

Оксиды

Оксиды - сложные вещества, состоящие из кислорода и какого-либо химического элемента. Степень окисления кислорода в оксидах: -2.

Кислотные оксиды - это

· Оксиды неметаллов, которым соответствуют кислоты (например: CO₂(H₂CO₃), Cl₂O₇ (HClO₄), SO₃(H₂SO₄) и др.);

· Оксиды металлов в высокой положительной степени

окисления (+5,+6,+7): FeO₃, CrO₃, Mn₂O₇ и др.

Химические свойства кислотных оксидов

1. Кислотные оксиды взаимодействуют с водой, образуя кислоты. Исключение составляет SiO₂, Bi₂O₅.

SO₃ + H₂O = H₂SO₄;

Mn₂O₇ + H₂O = 2HMnO_4;

SiO₂ + H₂O ¹ не взаимодействует.

2. Взаимодействуют с основными оксидами, образуя соль:

N₂O₅ + MgO = Mg(NO₃)₂.

3. Взаимодействуют с основаниями, образуя соль и воду:

SO₃ + Ca(OH)₂ = CaSO₄ + H₂O.

Основные оксиды - это оксиды металлов в низкой степени окисления, которым соответствуют основания (Na₂O, MgO, MnO,...).

Химические свойства основных оксидов

1. С водой взаимодействуют только оксиды щелочных (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельных (Ca, Sr, Ba) металлов, образуя основания (щелочи). Оксиды других металлов в воде не растворяются.

BaO + H₂O = Ba(OH)₂.

2. Основные оксиды взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соли

CaO + CO₂ = CaCO_3.

3. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду

СuO + 2HCl = CuCl₂ + Н₂О.

Амфотерные оксиды - это такие оксиды, которые могут проявлять и кислотные, и основные свойства, к ним относятся

· ZnO, Al₂O₃,BeO, SnO, PbО

· оксиды металлов в промежуточной степени окисления (+3,+4): Cr₂O₃, Fe₂O₃ и т.д.

Химические свойства амфотерных оксидов

1. Амфотерные оксиды взаимодействуют с основаниями и основными оксидами

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O;

кислотный основание

оксид

ZnO + K₂O = K₂ZnO₂.

кислотный основной

оксид оксид

2. Взаимодействуют с кислотами и кислотными оксидами

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O;

основной кислота

оксид

ZnO + SO₃ = ZnSO₄.

основной кислотный

оксид оксид

Если элемент может образовывать несколько оксидов (гидроксидов), то с увеличением степени окисления элемента кислотные свойства его оксидов (гидроксидов) усиливаются:

+2 +3 +6

CrO Cr₂O₃ CrO₃

основной амфотерный кислотный

оксид оксид оксид

Усиление кислотных свойств

Гидроксиды

1.2.1. Кислоты - это сложные химические соединения, состоящие из катионов водорода и анионов кислотных остатков.

Таблица 1. Названия часто встречающихся кислот и их солей

Химические свойства кислот

1. Кислоты взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами, образуя соль и воду

2HNO₃ + CuO = Cu(NO₃)₂ + H₂O.

2. C основаниями, образуя соль и воду – это реакция нейтрализации

H₂SO₃ + 2LiOH = Li₂SO₃ + 2H₂O.

3. Кислоты реагируют с солями, если в результате реакции образуется

- более слабая кислота: 3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ = 2H₃PO₄ + 3K₂SO₄;

сильная слабая

кислота кислота

- осадок: HCl + AgNO₃ = AgCl ¯+ HNO₃;

осадок

- газ: H₂SO₄ + Li₂S = Li₂SO₄ + H₂S­.

газ

4. Кислоты реагируют с металлами, которые стоят в ряду напряжений левее водорода, образуя соль и водород, исключая H₂SO₄ конц. и HNO₃ .

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂­.

5. Действие кислоты на индикатор:

H⁺ + метилоранж ® красно-розовый цвет;

H⁺ + лакмус ® красный цвет.

6. Разложение некоторых кислот при нагревании:

t

H₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O

1.2.2. Основания - это сложные химические соединения, состоящие из катионов металла (или аммония NH₄⁺) и гидроксид-анионов (OH^-). Гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов называют щелочами, они хорошо растворимы в воде. Остальные основания в воде практически не растворимы (исключая NH₄OH).

Химические свойства оснований

1. Основания взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

Cr(OH)₂ + 2HCl = CrCl₂ + 2H₂O.

2. C кислотными оксидами, образуя соль и воду:

Ba(OH)₂ + CO₂ = BaCO₃ + H₂O.

3. Щелочи реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами, образуя соль и воду:

2LiOH + Cr₂O₃ = 2LiCrO₂ + H₂O;

NaOH + Cr(OH)₃ = NaCrO₂ + 2H₂O.

4. Щелочи взаимодействуют с растворимыми солями, если в результате образуются:

- слабое основание: 2NaOH + ZnCl₂ = Zn(OH)₂ + 2NaCl;

слабое

основание

- осадок: Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + 2NaOH;

осадок

- газ: Ca(OH)₂ + 2NH₄Cl = 2NH₃­ + 2H₂O + CaCl₂.

газ

5. Щелочи реагируют с некоторыми металлами (Zn, Al, Cr), которым соответствуют амфотерные оксиды с выделением водорода

2KOH + 2Al + 2H₂O = 2KAlO₂ + 3H₂­ или

2KOH + 2Al + 6H₂O = 2K[Al(OH)₄] + 3H₂­

6. Действие щелочи на индикатор:

OH^– + фенолфталеин ® малиновый цвет;

ОН^- + лакмус ® синий цвет.

ОН^- + метилоранж ® желтый цвет.

7. Разложение слабых оснований при нагревании:

_t

2Fe(OH)₃ ® Fe₂O₃ + 3H₂O.

1.2.3. Амфотерные гидроксиды - химические соединения, проявляющие свойства и оснований, и кислот. Амфотерные гидроксиды соответствуют амфотерным оксидам (Be(OH)₂, Zn(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂, Al(OH)₃, Cr(OH)₃ и др.).

Амфотерные гидроксиды записывают, как правило, в форме основания, но их можно представить и в виде кислоты:

Zn(OH)₂ = H₂ZnO₂.

основание кислота

Химические свойства амфотерных гидроксидов

1. Амфотерные гидроксиды взаимодействуют c кислотами и кислотными оксидами:

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O;

основание кислота

Zn(OH)₂ + SO₃ = ZnSO₄ + H₂O.

кислотный

оксид

2. Со щелочами и основными оксидами щелочных и щелочноземельных металлов:

Al(OH)₃ + KOH = KAlO₂ + 2H₂O; (H₃AlO₃ ® HAlO₂ + H₂O);

кислота щелочь метаалюминат орто-форма мета-форма

H₃AlO₃ калия

2Al(OH)₃ + K₂O = 2KAlO₂ + 3H₂O.

основной

оксид

Соли

Соли - это сложные вещества, состоящие из ионов металла и кислотного остатка. Соли представляют собой продукты полного или частичного замещения ионов водорода ионами металла (или аммония) у кислот.

Соли

средние (нормальные) кислые основные

1.3.1. Средние соли - это продукты полного замещения катионов водорода у кислот ионами металла (или NH₄⁺): K₂CO₃, CaSO₄, NH₄NO₃.

Химические свойства средних солей

1. Соли вступают в реакцию с кислотами, щелочами и другими солями, если в результате образуются:

- осадок: Pb(NO₃)₂ + H₂SO₄ = PbSO₄¯ + 2HNO₃;

кислота осадок

Li₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄ ¯+ 2LiOH;

щелочь осадок

BaCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl¯ + Ba(NO₃)₂;

соль осадок

- более слабый электролит: K₂SO₃ + 2HNO₃ = H₂SO₃ + 2KNO₃;

сильная слабая

кислота кислота

ZnSO₄ + 2KOH = Zn(OH)₂ + K₂SO₄;

сильное слабое

основание основание

- газ: NH₄Cl + NaOH = NH₃­ + H₂O + NaCl;

щелочь газ

Na₂CO₃ + 2HCl = CO₂­ + H₂O + 2NaCl;

кислота газ

Na₂CO₃ + KCl ¹ не реагирует.

2. Соли взаимодействуют с металлами. Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли (cм. ряд активности)

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu.

более

активный Ме

3. Соли реагируют с твердыми кислотными оксидами (SiO₂, P₂O₅), т.е. более тяжелый оксид вытесняет более летучий:

CaCO₃ + SiO₂ = CO₂­ + CaSiO₃;

твердый газ

4. Соли разлагаются при нагревании на основный и кислотный оксиды: _t

CaCO₃ ® CaO + CO₂.

1.3.2. Кислые соли - это продукты неполного замещения катионов водорода у кислот ионами металла (или аммония): Na H CO₃, NH₄ H S, Ca(H ₂PO₄)₂, Na₂ H PO₄ и т.д. (т.е. в кислотном остатке присутствуют атомы водорода). Кислые соли могут быть образованы только многоосновными кислотами. Практически все кислые соли хорошо растворимы в воде.

Получение кислых солей и перевод их в средние

1. Кислые соли получают при взаимодействии избытка кислоты или кислотного оксида с основанием:

H₂CO₃ + NaOH = NaHCO₃ + H₂O;

кислота основание гидрокарбонат

натрия

CO₂ + KOH = KHCO₃.

кислотный основание

оксид

2. При взаимодействии избытка кислоты с основным оксидом:

2H₂CO₃ + BaO = Ba(HCO₃)₂ + H₂O.

кислота основ. оксид

3. Переходы кислых и средних солей.

+ избыток кислоты

Средняя соль ⇄ Кислая соль

+ щелочь

(убрать избыточную кислоту)

а) Средние соли переводят в кислые, добавляя кислоту:

- одноименную: Na₂CO₃ + H₂CO₃ = 2NaHCO₃;

- другую: Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl.

б) Кислые соли переводят в средние, добавляя щелочь

NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O.

1.3.3. Основные соли - это продукты неполного замещения гидроксо-групп (OH^-) основания кислотным остатком: MgOHCl, CrOHSO₄ и т.д.

Основные соли могут быть образованы только слабыми основаниями многовалентных металлов. Эти соли, как правило, труднорастворимы.

Получение основных солей и перевод их в средние

1. Основные соли получают при взаимодействии избытка основания с кислотой или кислотным оксидом

Ca(OH)₂ + HCl = CaOHCl¯ + H₂O;

избыток кислота гидроксо-

основания хлорид кальция

Al(OH)₃ + SO₃ = AlOHSO₄¯ + H₂O.

избыток кисл. оксид гидроксо-

основания сульфат алюминия

2. Переходы средних и основных солей

+ избыток щелочи

Средняя соль ⇄ Основная соль

+ кислота

(убрать избыточное основание)

а) Средние соли переводят в основные, добавляя щелочь

Fe₂(SO₄)₃ + 2KOH = 2FeOHSO₄ + K₂SO₄.

б) Основные соли переводят в средние, добавляя кислоту

(лучше одноименную)

ZnOHCl + HCl = ZnCl₂ + H₂O;

одноименная

кислота

2ZnOHCl + H₂SO₄ = ZnCl₂ + ZnSO₄ + 2H₂O.

Домашнее задание № 1