книги / Химия. Классы неорганических соединений

Решение.

С учетом степени окисления кислорода, равной –2, и степени окисления мышьяка +5 формулу оксида мышьяка (V) можно записать в следующем виде: As2O5.

В названии ортомышьяковистой кислоты использован суффикс «-ист-», поэтому степень окисления мышьяка должна быть +3. При наличии трех ионов H+ формула ортомышьяковистой кислоты будет такой: H3AsO3. Обозначим степени окисления атомов в молекулах:

As2O5, H3AsO3.

При этом условие электронейтральности молекул выполняется: (+5) 2 + (–2) 5 = 0 для оксида As2O5;

(+1) 3 + (+3) 1 + (–2) 3 = 0 для кислоты H3AsO3.

Арсениты являются солями ортомышьяковистой кислоты H3AsO3, а арсенаты – солями мышьяковой кислоты H3AsO4. Анионы в данных кислотах имеют заряд 3–. Дигидроарсенит натрия содержит в составе два иона H+, а один замещен ионом Na+. Арсенат никеля является средней солью с зарядом ионов никеля 2+. Формулы солей следует записать так: дигидроарсенит натрия – NaH2AsO3, арсенат никеля – Ni3(AsO4)2. Степени окисления атомов в молекулах распределятся следующим образом:

NaH2AsO3, Ni3(AsO4)2.

Условие электронейтральности молекул по степеням окисления также выполняется:

(+1) 1 + (+1) 2 + (+3) 2 + (–2) 3 = 0 для соли NaH2AsO3; (+2) 3 + (+5) 2 + (–2) 8 = 0 для соли Ni3(AsO4)2.

Пример 4.

Составьте уравнения реакций, характеризующих амфотерные свойства гидроксида и оксида хрома (III).

21

Решение.

Амфотерный гидроксид хрома (III) проявляет свойства основания Cr(OH)3 и хромистой кислоты HCrO2 (формула образована от H3CrO3 при удалении H2O). В растворе кислоты Cr(OH)3 растворяется с образованием солей хрома (III):

Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O.

В расплаве щелочи образуются соли хромистой кислоты, которые называют хромитами:

Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O.

В растворах щелочей образуется растворимое комплексное соединение тетрагидроксохромат (III) натрия:

Cr(OH)3 + NaOH = NaCr(OH)4.

Аналогично амфотерный оксид хрома (III) проявляет свойства кислотного и основного оксида, поэтому взаимодействует и с кислотой, и с основанием:

Cr2O3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O,

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O.

Пример 5.

Напишите молекулярные уравнения следующих превращений: Zn(NO3)2 →ZnOHNO3 →Zn(OH)2 →Na2ZnO2 →Zn(OH)2 →ZnO→ Zn.

Для реакций, протекающих в растворах, составьте ионные уравнения.

Решение.

1. Основная соль образуется в растворе при взаимодействии нитрата цинка с недостаточным количеством щелочи:

Zn(NO3)2 + NaOH = ZnOHNO3 + NaNO3.

Полное и сокращенное ионные уравнения имеют вид:

22

Zn2+ + 2NO3 + Na+ + OH– = ZnOH+ + NO3 + Na+ + NO3 ,

Zn2+ + OH– = ZnOH+.

2. При достаточном количестве щелочи образуется нерастворимое основание Zn(OH)2:

ZnOHNO3 + NaOH = Zn(OH)2↓ + NaNO3;

ZnOH+ + NO3 + Na+ + OH– = Zn(OH)2↓ + Na+ + NO3 ,

ZnOH+ + OH– = Zn(OH)2↓.

3. Гидроксид цинка в расплаве щелочи образует соль цинковой кислоты:

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O.

4. При растворении в воде цинкат натрия разлагается с образованием гидроксида:

Na2ZnO2 + 2H2O = 2NaOH + Zn(OH)2↓,

2Na+ + ZnO22 + 2H2O = 2Na+ + 2OH– + Zn(OH)2↓,

ZnO22 + 2H2O = 2OH– + Zn(OH)2↓.

5.При нагревании гидроксид цинка разлагается: Zn(OH)2 = ZnO + H2O.

6.Образовавшийся оксид цинка восстанавливают углем:

ZnO + C = Zn + CO.

4.ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Напишите химические и графические формулы следующих соединений: оксида марганца (IV), серной кислоты, гидроксида железа (III), карбида кальция.

23

2.Напишите названия и графические формулы следующих соединений: H2S, Ва(ОН)2, SiCl4, СО.

3.Определите степень окисления фосфора в следующих соеди-

нениях: H3PO3, PH3, NaH2PO2, Na2HPO4.

4.Определите степень окисления серы в следующих веществах: (NH4)2SO4, S, NaHS, CaSO3, SOCl2.

5.Классифицируйте следующие солеобразующие оксиды: Al2O3, SO3, K2O, N2O5.

6.Напишите формулы оксидов, которым соответствуют следу-

ющие кислоты: HClO, H2CO3, HMnO4, H3PO4. Дайте названия оксидам.

7.Среди перечисленных соединений найдите основания и назо-

вите их: H3AsO4, NH4OH, Cr(OH)3, Na2O. Напишите уравнения реакций их получения.

8.Напишите формулы следующих амфотерных гидроксидов

ввиде формул кислот: Zr(OH)4, Al(OH)3, Be(OH)2, Cr(OH)3.

9.С какими из перечисленных веществ: KСl, Mg, KOH, CaO – будет реагировать разбавленная азотная кислота? Составьте уравнения возможных реакций.

10.Классифицируйте и назовите следующие соли: AlOH(NO3)2, (NH4)2S, Ca(HCO3)2, K2SO3.

11.Напишите уравнения реакций получения солей: гидроксосульфата меди (II), гидрокарбоната натрия, хлорида бария, дигидроксохлорида алюминия из соответствующих кислот и оснований.

12.Напишите уравнения реакций получения солей NaBr,

CaCO3, (NH4)2S, используя различные возможные способы получения каждой соли.

13.Какие вещества и в какой последовательности образуются при постепенном прибавлении избытка гидроксида калия к растворам BeSO4 и CrCl3? Составьте уравнения реакций в молекулярной

иионной формах.

14.Какие вещества и в какой последовательности образуются при постепенном прибавлении фосфорной кислоты к раствору FeSO4, если первоначально выпадает осадок, который затем раство-

24

ряется в избытке H3PO4? Составьте уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

15. Напишите уравнения реакций для следующих превращений:

а) Ca → CaO → Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3 → CaCl2;

б) Al → Al2O3 → Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → KAlO2 → Al(OH)3 →

→Al2O3.

Для реакций, протекающих в растворах, составьте ионные уравнения.

16. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций для следующих превращений:

5.ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ

1.Атом марганца проявляет высшую степень окисления в соединении

1) MnO 2) MnO2 3) Mn2O7 4) K2MnO4

2. Степень окисления атома серы увеличивается в последовательности –2, +4, +6 в ряду соединений

4. Основание образуется при взаимодействии

8. Дигидроксосульфат хрома (III) образуется при взаимодействии 1 моля гидроксида хрома (III) с серной кислотой в количестве

10. Превращения Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 → FeCl3 → FePO4 можно осуществить при использовании набора реактивов в последователь-

26

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Михайлов О.В. Систематика и номенклатура химических веществ: учеб. пособие. – М.: КДУ, 2008. – 308 с.

2.Вольхин В.В. Общая химия: учеб. пособие: в 3 кн. – СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2008. – Кн. 1: Основной курс. – 464 с.

3.Лидин Р.А., Молочко В.А., Кудряшова З.А. Номенклатура неорганических веществ / под ред. Р.А. Лидина. – М.: КолосС, 2006. – 95 с.

4.Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие. – М.: КноРус, 2014. – 752 с.

5.Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд., испр. и доп. – М.: Новая волна, 2005. – 480 с.

6.Индивидуальные задания по химии: метод. указания для самостоятельной работы студентов / сост. Л.Г. Черанева [и др.]. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2016. – 69 с.

27

Обозначения: р – растворимый, м – малорастворимый, н – нерастворимый, (+) – подвергается гидролизу,

(–) – не существует или сведения отсутствуют.

29