Материал: 808

K2O + CO2 → K2CO3;

CaO + N2O5 → Ca(NO3)2.

Кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислоты: SO2 + H2O ↔ H2SO3;

CrO3 + H2O → H2CrO4.

Только один из кислотных оксидов – оксид кремния SiO2 – не реагирует с водой, так как соответствующая ему кремниевая кислота не растворима в воде. Кислотные оксиды ещё называют ангидридами.

Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием солей: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O;

P2O5 + 6KOH → 2K3PO4 + 3H2O.

Кислотныеоксидыреагируютсосновнымиоксидамисобразованиемсолей: SiO2 + Na2O → Na2SiO3;

V2O5 + CaO → Ca(VO3)2.

Амфотерные оксиды с водой не реагируют, но реагируют с кислотами подобно основным оксидам:

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O;

Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O.

С основаниями амфотерные оксиды реагируют подобно кислотным, то есть входят в состав кислотного остатка:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O (при сплавлении); ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] (в растворе щелочи).

Гидроксиды – это сложные соединения, состоящие из оксида и воды. Гидроксиды обычно рассматривают как продукты взаимодействия оксидов с водой независимо от того, наблюдается это взаимодействие в действительности или гидроксид может быть получен только косвенным путем. Оксиды металлов, взаимодействуя с водой, дают основные гидроксиды или основания. Оксиды неметаллов, соединяясь с водой, образуют кислотные гидроксиды или кислоты.

Гидроксиды металлов, которые могут проявлять как основные, так и кислотные свойства, называются амфотерными гидроксидами.

Основания – это сложные соединения, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп. Например, Ni(OH)2, Cu(OH)2, Mg(OH)2, AgOH и другие.

Растворимые в воде основания называют щелочами: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2.

Основания получают при взаимодействии:

1) щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

11

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2;

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2;

2) при взаимодействии оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

K2O + H2O → 2KOH;

BaO + H2O → Ba(OH)2;

3) нерастворимые основания получают при реакции солей со щелочами: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4;

FeCl2 + 2KOH → Fe(OH)2 + 2KCl.

Основания взаимодействуют с кислотными оксидами, кислотами и солями:

Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O;

Fe(OH)2 + H2CO3 → FeCO3 + 2H2O;

2KOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2KCl.

Амфотерные гидроксиды способны реагировать как с кислотами, так и со щелочами, но в воде не растворяются:

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O; Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (в растворе);

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (при сплавлении).

Кислоты – это сложные соединения, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться металлом, и аниона кислотного остатка.

Все кислоты подразделяются:

1)по содержанию кислорода – на кислородсодержащие (H2SO4, HNO3, H3PO4) и бескислородные (HCl, H2S, HCN);

2)по числу атомов водорода – на одноосновные (HCl, HNO3), двухосновные (H2CO3, H2SO4, H2S) и трехосновные (многоосновные) (H3PO4, H3AsO4);

3)по степени диссоциации – на сильные электролиты (HCl, H2SO4, HNO3, HI, HBr) и слабые электролиты (H2CO3, H2S и др.);

4)по окислительной способности – на кислоты-сильные окислители (HNO3, H2SO4, H2CrO4, HMnO4) и неокислительные кислоты.

Втаблице приводятся названия и формулы важнейших кислот и соответствующих солей.

12

Названия и формулы важнейших кислот и солей

Кислоты в лаборатории можно получить: 1) при растворении кислотных оксидов в воде:

N2O5 + H2O → 2HNO3;

CrO3 + H2O → H2CrO4;

2) при взаимодействии солей с сильными кислотами: Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3 + 2NaCl;

Pb(NO3)2 + 2HCl → PbCl2 + 2HNO3.

Кислоты взаимодействуют с металлами, основаниями, основными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами и солями:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ;

Cu + 4HNO3(концентр.) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O;

H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O;

2HBr + MgO → MgBr2 + H2O;

6HI + Al2O3 → 2AlBr3 + 3H2O;

H2SO4 + Zn(OH)2 → ZnSO4 + 2H2O;

AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3.

Обычно кислоты взаимодействуют только с теми металлами, которые в электрохимическом ряду напряжения стоят до водорода, при

13

этом выделяется свободный водород. С малоактивными металлами (в электрохимическом ряду напряжения стоят после водорода) такие кислоты не взаимодействуют. Кислоты, являющиеся сильными окислителями (азотная, концентрированная серная), реагируют со всеми металлами, за исключением благородных (золото, платина), но при этом выделяется не водород, а вода и оксид, например, SO2 или NO2.

Солью называют продукт замещения водорода в кислоте на металл.

Все соли делятся на:

средние – NaCl, K2CO3, KMnO4, Ca3(PO4)2 и др.; кислые – NaHCO3, KH2PO4;

основные – CuOHCl, Fe(OH)2NO3.

Средней солью называется продукт полного замещения ионов водорода в молекуле кислоты атомами металла.

Кислые соли содержат атомы водорода, способные участвовать в химических обменных реакциях. В кислых солях произошло неполное замещение атомов водорода атомами металла.

Основные соли – это продукт неполного замещения гидроксогрупп оснований многовалентных металлов кислотными остатками. Основные соли всегда содержат гидроксогруппу.

Средние соли получают взаимодействием:

1) кислоты и основания:

NaOH + HCl → NaCl + H2O; 2) кислоты и основного оксида:

H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O; 3) кислотного оксида и основания:

SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O; 4) кислотного и основного оксидов:

MgO + CO2 → MgCO3;

5) металла с кислотой:

Fe + 6HNO3(концентр.) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O; 6) двух солей:

AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3;

7) соли и кислоты:

Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3 ; 8) соли и щелочи:

CuSO4 + 2CsOH → Cu(OH)2 + Cs2SO4.

14

Кислые соли получают:

1) принейтрализациимногоосновныхкислотщелочьювизбыткекислоты: H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O;

2)при взаимодействии средних солей с кислотами:

СaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2;

3)при гидролизе солей, образованных слабой кислотой:

Na2S + H2O → NaHS + NaOH.

Основные соли получают:

1) при реакции между основанием многовалентного металла и кислотой в избытке основания:

Cu(OH)2 + HCl → CuOHCl + H2O;

2)при взаимодействии средних солей со щелочами:

СuCl2 + KOH → CuOHCl + KCl;

3)при гидролизе средних солей, образованных слабыми основаниями:

AlCl3 +H2O → AlOHCl2 + HCl.

Соли могут взаимодействовать с кислотами, щелочами, другими солями, с водой (реакция гидролиза):

2H3PO4 + 3Ca(NO3)2 → Ca3(PO4)2 + 6HNO3;

FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl;

Na2S + NiCl2 → NiS + 2NaCl.

В любом случае реакция ионного обмена идет до конца только тогда, когда образуется малорастворимое, газообразное или слабо диссоциирующее соединение.

Кроме того, соли могут взаимодействовать с металлами при условии, что металл более активный (имеет более отрицательный электродный потенциал), чем металл, входящий в состав соли:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.

Для солей также характерны реакции разложения: BaCO3 → BaO + CO2 ; 2KClO3 → 2KCl + 3O2 .

Лабораторная работа №1

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ, КИСЛОТ И СОЛЕЙ

15