классы неорганических соеденений

Металл калий образует положительный однозарядный ион. Воспользовавшись общим правилом составления формул, получим формулу сульфата калия К2SO4.

Получение солей. Соли получают при химическом взаимодействии соединений различных классов и простых веществ.

Важнейшие способы получения солей. 1. Реакция нейтрализации:

NaOH + HCl = NaCl + H2O.

2. Взаимодействие кислот с основными оксидами: H2CO3 + CaO = CaCO3 + H2O.

3. Взаимодействие кислот с солями: H2S + CuCl2 = CuS + 2HCl.

4.Взаимодействие двух различных солей: Na2SO4 + CuCl2 = 2NaCl + CuSO4.

5.Взаимодействие оснований с кислотными оксидами:

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.

6.Взаимодействие щелочей с солями: 3KOH + FeCl3 = 3KCl + Fe(OH)3.

7.Взаимодействие основных оксидов с кислотными:

CaO + SiO2 = CaSiO3.

8. Взаимодействие металлов с неметаллами: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3.

9. Взаимодействие металла с кислотами: Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2.

10. Взаимодействие металлов с солями: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

21

Химические свойства солей. Химические свойства солей обусловливаются их отношением к металлам, кислотамисолям.

В табл. 2. приводятся названия некоторых важнейших кислот и солей.

Таблица 2

Названия некоторых важнейших кислот и солей

22

1. В ряду стандартных электродных потенциалов каждый предыдущийметалл вытесняет последующий из растворов их солей:

Zn + Hg(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Hg. 2. Соли взаимодействуют со щелочами:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4. 3. Соли взаимодействуют с кислотами:

K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2.

4.Многие соли взаимодействуют между собой: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl.

5.Соли вступают в реакцию гидролиза, т. е. взаимодействуют с водой:

NH4Cl + H2O = NH4OH + HCl.

Экспериментальная часть

Цель работы: На практике познакомиться со способами получения и некоторыми свойствами классов неорганических соединений.

Задачи

1.Получить ряд оксидов путем разложения солей и гидроксидов, а также взаимодействием между солями и кислотами.

2.Установить характер оксидов на основе реакций взаимодействия их с водой, кислотами и щелочами.

3.Получить основные и амфотерные гидроксиды и подтвердить их характер на основе соответствующих реакций.

4.Получить искомую кислоту путем обменного взаимодействия между солью и другой кислотой. Испытать действие кислот на металлы различной активности.

23

5. Получить кислую и основную соль и действием соответствующих реагентов перевести их в средние.

Оборудование и реактивы

Штатив с пробирками, микрошпатели, спиртовки, газоотводные трубки, стеклянные палочки, медная проволока, порошок карбоната гидроксомеди, оксида кальция, оксида бора, оксида меди (II), оксида цинка, порошок (стружки) магния, цинк гранулированный, кристаллы ацетата натрия (CH3COONa), карбонат кальция.

Индикаторы: фенолфталеин, лакмус.

Растворы: дистиллированная вода, известковая вода, сульфат меди, щелочь 2 Н (NaOH или КОН), карбонат натрия, соляная кислота (2 Н), серная кислота (2 Н), хлорид алюминия, азотная кислота разбавленная, гидроксид кальция (насыщенный раствор), фосфорная кислота разбавленная, сульфат кобальта (II).

Опыт 1. Получение оксидов Разложение солей. В сухую пробирку насыпьте порошок

карбоната гидроксомеди (1/3 часть). Отметьте цвет соли. Закройте пробирку газоотводной трубкой и укрепите ее под небольшим углом наклона в зажиме штатива. Опустите газоотводную трубку в пробирку с известковой водой. Пробирку с (CuOH)2СО3 осторожно нагрейте в пламени спиртовки до получения черного порошка. Наблюдайте на холодных частях пробирки конденсацию паров воды. Объясните происходящие процессы и выразите их уравнениями химических реакций.

Разложение гидроксидов. Получите гидроксид меди взаимодействием 5 капель раствора сульфата меди с таким же количеством раствора щелочи. Отметьте цвет образующегося осадка. Нагрейте пробирку до полного разложения гидроксида меди (II). Что наблюдается? Запишите уравнения происходящих химических реакций.

Действие кислот на соли. В пробирку налейте 3–4 мл раст-

24

вора карбоната натрия (или возьмите микрошпателем сухую соль), добавьте 4–5 мл соляной кислоты. Быстро закройте пробирку газоотводной трубкой и опустите ее в известковую воду. Что вы наблюдаете? Дайте объяснение происходящим явлениям. Запишите соответствующие уравнения химических реакций. Сделайте вывод о способах получения оксидов.

Опыт 2. Установление характера оксидов Отношение оксидов к воде. Возьмите две пробирки, в одну

из них поместите немного оксида кальция, в другую – оксида бора (В2О3). К содержимому пробирки прилейте 1–2 мл воды. Затем в пробирку с оксидом кальция прибавьте 1–2 капли раствора фенолфталеина, а с оксидом бора – раствора нейтрального лакмуса. Отметьте изменение окраски в обеих пробирках. Чем оно вызвано? Составьте уравнения происходящих химических реакций. Сделайте заключение о характере оксидов. Заполните табл. 3.

Взаимодействие с кислотами и щелочами. В одну про-

бирку с помощью микрошпателя поместите немного оксида меди (II), в другую – оксида цинка. Добавьте в каждую из них 2–3 мл серной кислоты (2 Н). Содержимое подогрейте. Отметьте цвет растворов. Запишите уравнения реакций. Повторите опыт, только вместо кислоты прилейте по 2–3 мл 30 % раствора щелочи (NaOH или KOH). В какой пробирке наблюдается растворение осадка?

25

Какой из взятых оксидов взаимодействует со щелочью? Запишите уравнения реакций, учитывая образование комплексного соеди-

нения Na2[Zn (OH)4].

Опыт3. Получениеи установлениехарактерагидроксидов

Возьмите две пробирки, в одну из которых налейте 5–10 капель раствора сульфата меди (CuSO4), в другую – такое же количество хлорида алюминия (AlCl3). В каждую пробирку налейте по каплям 2 Н раствор щелочи (NaOH) до появления осадка. В каждой пробирке осадки разделите на две части. К одной прилейте 10–15 капель 2 Н раствора соляной кислоты, к другой – столько же 2 Н раствора щелочи. В каких пробирках происходит растворение осадков и почему? Выразите происходящие процессы при помощи химических уравнений. Сделайте заключение о способах получения и характере образующихся гидроксидов. Результаты опыта запишите в табл. 4.

Опыт 4. Получение и свойства кислот

–Поместите в пробирку немного кристаллов ацетата натрия

(СН3СООNa) и прибавьте несколько капель раствора Н2SO4 (2 Н). Определите по запаху, какое вещество образуется. Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

–Поместите в пробирку кусочек карбоната кальция (CaCO3)

ипо каплям приливайте к нему раствор соляной либо разбавленной (2 Н) азотной кислоты. Что наблюдается? Составьте уравнение реакции в ионной и молекулярной форме.

26

– Возьмите три пробирки. В одну из них поместите кусочек магния, в другую – цинка, в третью – медную проволоку. В каждую пробирку прилейте небольшое количество 2 Н раствора соляной кислоты. При необходимости нагрейте содержимое пробирок. В каких случаях происходит химическая реакция? Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод о возможных способах получения кислот и некоторых их свойствах.

Опыт 5. Получение солей и их свойства Получение кислых солей. Внесите в пробирку несколько

капель насыщенного раствора гидроксида кальция и прибавьте к нему по каплям разбавленный раствор фосфорной кислоты. Отметьте цвет образовавшегося осадка средней соли. Прилейте к осадку избыток фосфорной кислоты, перемешивая содержимое пробирки палочкой. Почему растворяется осадок при добавлении избытка кислоты? Составьте уравнения реакций образования средней соли и превращения ее в кислую. Назовите кислую соль.

Получение основных солей. К раствору сульфата кобальта (II) СоSO4 прилейте по каплям раствор гидроксида натрия до появления синего осадка. Составьте уравнение реакции образования основной соли. Полученный осадок разделите на две части и поместите в пробирки. К одной порции добавьте раствор щелочи до изменения цвета осадка, к другой – раствор серной кислоты до его растворения. Отметьте цвет полученного осадка и образовавшегося раствора. Составьте уравнения реакций превращенияосновнойсоливоснованиеСо(ОН)2 ивсреднююсольСоSO4.

Контрольные вопросы и задания

1. Написать формулы оксидов, соответствующих указанным гидратным соединениям: H3BO3, H3PO4, H3AsO4, H2WO4. Назвать оксиды.

27

2.Написать формулы оксидов, соответствующих следую-

щим гидроксидам: KOH, Zn(OH)2, Pb(OH)2, Cr(OH)3, Sn(OH)4, Si(OH)4.

3.Написать формулы кислотных остатков и кислотных оксидов, соответствующих следующим кислотам: H2SO3, H2SO4,

HСlO3, H2CrO4, H3PO4.

4.Какие из указанных веществ реагируют с гидроксидом

натрия: CaO, HNO3 CuSO4, Cd(OH)2, Zn(OH)2? Составьте молеку-

лярные и ионные уравнения реакций.

5.Указать основные остатки и степень их окисления в сле-

дующих солях: Mg(OH)Cl; (CaOH)2CO3; CaCO3; ZnOHNO3; [Al(OH)2]2SO4; Bi(OH) 2NO2.

6.Какие из перечисленных кислот образуют кислые соли:

HI, H2S, H2SiO3, H3PO4, HCl, H2CO3? Написать уравнения реакций получения кислых солей.

7.Написать формулы следующих веществ: оксид олова (IV), гидроксид свинца (II), дигидроксонитрат железа, гидросульфит бария, бромид натрия, сульфид ртути (II).

8.С какими из перечисленных ниже веществ будет реагиро-

вать соляная кислота: ZnО, CO2, NH3, H2S, CuO, Mg(OH)2?

9.Осуществить следующие превращения: Mg → MgO → Mg(OH)2 →MgOHCl →MgCl2 →Mg(OH)2 → MgO → Mg.

10.При помощи каких реакций можно осуществить следующие превращения: S → SO2→ H2SO3 → K2SO3 → Na2SO3?

28

Cписок рекомендуемой литературы

1.Глинка, Н.Л. Общая химия / Н.Л. Глинка. – М: Инте-

грал-Пресс, 2003. – 727 с.

2.Карапетьянц, М.Х. Общая и неорганическая химия : учебник для вузов / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. – М.:

Химия, 2000. – 592 с.

3.Коровин, Н.В. Лабораторные работы по химии : учеб. пособие для технич. направл. и спец. вузов / Н.В. Коровин, Э.И. Мингулина, Н.Г. Рыжова; под ред. Н.В. Коровина. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2007. – 256 с.

29

30