Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Блок 3. Металлы. Неметаллы. Основные классы неорганических соединений

Химические свойства оснований и кислот

ХИМИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА  ОСНОВАНИЙ

Основания – сложные вещества, содержащие в своем составе гидроксид-ионы (-ОН). 

Разделяются на растворимые и нерастворимые в воде основания.

Растворимые основания (щелочи) в водном растворе диссоциируют  на ионы.

KOH = K⁺ + OH^-

Нерастворимые основания в водном растворе на ионы не распадаются!

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЩЕЛОЧЕЙ

1.Меняют цвет индикаторов:

Фенолфталеин (бесцветный) →малиновый

Метиловый оранжевый→жёлтый

Лакмус (фиолетовый)  → синий

2. Щёлочь + кислота→ соль + Н₂О (исключение H₂SiO₃). 

Избыток кислоты → кислая соль, избыток щелочи → средняя)

КОН + H₂SO₄ → KНSO₄ + 2H₂O

2КОН + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O

3. С кислотными оксидами → кислые и средние соли

избыток щелочи → средняя, избыток оксида → кислая)

SiO₂(тв.)+ 2NaOH = Na₂SiO₃ + +H₂O 

2NaOH (избыток) + CO2 = Na₂CO₃ + H₂O(средняя соль)

NaOH+ CO₂(избыток)  = NaНCO₃ (кислая соль)

4. С растворами средних солей → соль + основание

Исходные вещества должны быть  растворимы, в продуктах - газ или осадок.

2NaOH + FeSO₄ = Fe(OH)₂↓+ Na₂SO₄

2KOH + (NH₄)₂SO₄ = K₂SO₄ + 2NH₃↑+ 2H₂O

5. Соль амфотерного металла со щелочью  → гидроксид или гидроксокомплекс (в зависимости от количества щелочи)

AlCl₃ + 3KOH(недостаток) = Al(OH)₃↓ + 3KCl

AlCl₃ + 4KOH(избыток) = 3KCl + K[Al(OH)₄] 

6. С кислыми солями → средняя соль.

NaOH + NaHCO₃ = H₂O + Na₂CO₃; 

7. С амфотерными оксидами и гидроксидами → средняя соль (сплавление)+ H2O

2NaOH + Cr₂O₃ =2NaCrO₂ + H₂O

2NaOH +Zn(OH)₂= Na2ZnO₂ + 2H₂O

в растворах → гидроксокомплекс.

2KOH + ZnO +H₂O= K₂[Zn(OH)₄]

2NaOH +Zn(OH)₂= Na₂[Zn(OH)₄]  

8. С амфотерными металлами (кроме Fe и Cr) → средняя соль + H2↑ (сплавление) 

2KOH + Zn(сплавление) =  K₂ZnO₂ + H₂↑ 

в растворах → гидроксокомплекс + H₂↑

2NaOH + Zn +2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑

9. Щелочи  (кроме LiOH) при нагревании не разлагаются.

2LiOH  =  Li₂O + H₂O 

СВОЙСТВА  НЕРАСТВОРИМЫХ  ОСНОВАНИЙ

1. С  сильными кислотами (реакция нейтрализации) → соль + H₂O 

(избыток основания → соль основная, кислоты → кислая)    

                     Fe(OH)₂+2HCl = FeCl₂ + 2H₂O 

2. С  кислотными оксидами  (только  сильных кислот – SO₃,N₂O₅, Cl₂O₇) → соль + Н₂О 

Cu(OH)₂ + N₂O₅ =  Cu(NO₃)₂ + Н₂О

3. Разложение при нагревании → оксид металла + H₂O. 

Сu(OH)₂  =  CuO + H₂O

AgOH распадается сразу в момент получения. 

4. Переход в более высокую степень окисления  (переходные элементы)

4Cr(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Cr(OH)₃. 

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃. 

СВОЙСТВА АМФОТЕРНЫХ ГИДРОКСИДОВ

– в зависимости от условий проявляют как кислотные, так и основные свойства (двойственный характер).

+2: Be(OH)₂, Zn(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂

+3: Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Fe(OH)₃ 

Fe(OH)₃–слабо амфотерный, не образует гидроксокомплексов, реагирует со щелочами только в сплаве!

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

1. С сильными кислотами → соль + вода 

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

Al(OH)₃+ 3HNO₃ = Al(NO₃)₃ + 3H₂O

2. С  кислотными оксидами (только  сильных кислот – SO₃,N₂O₅, Cl₂O₇) → соль + Н₂О 

Zn(OH)₂ + N₂O₅ =  Zn(NO₃)₂ + Н₂О

3. Разложение при нагревании → оксид металла + H₂O. 

Zn(OH)₂  =  ZnO + H₂O

2Al(OH)₃  =  Al₂O₃ + 3H₂O

КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА

1. С расплавами щелочей → соль + вода 

Al(OH)₃ + KOH  =  KAlO₂(алюминат)+ 2H₂O

Zn(OH)₂ +2KOH  =  K₂ZnO₂ + 2H₂O 

                         Цинкат калия 

2. С растворами щелочей  → гидроксокомплекс (кроме железа)

2NaOH+Zn(OH)₂= Na₂[Zn(OH)₄] 

                      Тетрагидроксоцинкат натрия.

3KOH+ Cr(OH)₃ = K₃[Cr(OH)₆]

                          Гексагидроксохромат (III) калия 

3. При сплавлении  с карбонатами щелочных металлов  → соль + CO₂­+ 3Н₂О .

2Al(OH)₃+ Na₂CO₃ = 2NaAlO₂ + CO₂+ 3Н₂О 

                            (алюминат натрия) 

Zn(OH)₂  + Na₂CO₃ =  Na₂ZnO₂ + CO₂ + Н₂О

ХИМИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА  КИСЛОТ

1.Меняют цвет индикатора:

Метиловый оранжевый →розовый

Лакмус фиолетовый →красный

Фенолфталеин бесцветный → бесцветный

2. С металлами до Н₂→соль + Н₂↑ (кроме азотной кислоты и серной концентрированной)

H₂SO₄ + Mg → MgSO₄ + H₂↑

Металл + HNO₃  →  соль + H₂O + …

Золото и платина растворяются только в царской водке (один объем концентрированной (63%-ной) азотной кислоты и три объема концентрированной соляной кислоты), с образованием комплексных соединений золота и платины:

Аu + HNО3 + 4НСl = Н[АuСl4] + NO + 2Н2О 

(Тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота))

ЗРt + 4HNО3 + 18НС1 = ЗН2[РtС16] + 4NО + 8Н2О

(Тетрахлорплатинат(III) водорода (платинохлористоводородная кислота)

Металл + H₂SO₄(конц)   →  соль + H₂O + …

3.С оксидами металлов→ соль + Н₂О

Н₂SO₄ + MgO → MgSO₄  + H₂O

4.С основаниями → соль + H₂O

H₂SO₄  + Са(OH)₂ → СаSO₄  + 2H₂O

5.С растворами солей →соль + кислота (образуется осадок или газ)

Na₂CO₃ + H₂SO₄  → Na₂SO₄  + CO₂↑+ H₂O

ВЫТЕСНИТЕЛЬНЫЙ РЯД КИСЛОТ (ПО УБЫВАНИЮ): 

H₂SO₄ → HCl и HNO₃ → H₃PO₄ → H₂SO₃ → H₂S → H₂CO₃ → H₂SiO₃

                          ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ  СВОЙСТВА  ГИДРОКСИДОВ  ГРУППЫ А

 ГИДРОКСИДЫ V ГРУППЫ А

Азотистая Кислота HNO₂ – слабая (проявляет окислительные и восстановительные свойства)

Азотная  кислота HNO₃ – сильная (сильный окислитель)

Азотистая кислота HNO₂  разлагается при нагревании до кислоты, оксида и воды: 

3HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O

без нагревания до двух оксидов и воды: 

2HNO₂ = NO₂ + NO + H₂O 

Азотная  кислота HNO₃  разлагается на свету и при нагревании

4HNO₃ =  2H₂O + 4NO₂ + O₂

Окрашивает белки в оранжево-желтый цвет (при попадании на кожу рук - "ксантопротеиновая реакция")

 С металлами  → нитрат металла +  H₂O  + (NO₂↑, NO↑, N₂O↑, N₂↑,NH₄NO₃)

никогда не выделяется водород! 

Фосфорные кислоты   

HPO₃ - метафосфорная кислота

H₃PO₄ - ортофосфорная кислота

При нагревании ортофосфорная  превращается в пирофосфорную кислоту. 

ГИДРОКСИДЫ VI ГРУППЫ А

Сероводородная кислота  H₂S – слабая (проявляет восстановительные свойства)

Сернистая  кислота  H₂SO₃ – слабая (окислитель и восстановитель)

Серная  кислота  H₂SO₄ – сильная (сильный окислитель)

ГИДРОКСИДЫ VII  ГРУППЫ А

Хлорная кислота (бромная) - HClO₄  (HBrO₄)

Фтороводородная кислота (плавиковая) - HF

Хлороводородная кислота (соляная) - HCl

Бромоводородная кислота - HBr

Иодоводородная кислота - HI

ХЛОРНАЯ КИСЛОТА HCl⁺⁷O4  очень сильная кислота и очень сильный окислитель. 

1) При нагревании хлорная кислота и ее соли разлагаются: 

4HClO₄ =   4ClO₂↑ + 3O₂↑ + 2H₂O 

KClO₄ =  KCl + 2O₂↑ 

2) Сильный окислитель: 

HClO₄ + C → CO₂↑ + Cl₂↑ + H₂O

ХЛОРОВОДОРОД   HCl¯

Бесцветный газ, хорошо растворим в воде. 

Раствор в воде – сильная хлороводородная  кислота.

HCl – сильный восстановитель: 

Взаимодействие с нитратом серебра (нитрат серебра является реактивом на соляную кислоту и ее соли); 

выпадет осадок белого цвета, который не растворяется в воде, ни в кислотах: 

HCl + AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃ 

2) Взаимодействие с окислителями (MnO₂, KMnO, KClO₃ и др.): 

6HCl + KClO₃ → KCl +3H₂O + 3Cl₂↑

ФТОРОВОДОРОД   HF¯¹ 

Бесцветный газ, хорошо растворим в воде. 

Раствор в воде – фтороводородная (плавиковая) кислота – средней силы.