Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Хомич В.А., Эмралиева С.А. Сборник задач по хим...doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
6 Мб
Скачать
☆

3. Классы неорганических соединений

Вещества бывают простыми и сложными. Простые вещества – это вещества, молекулы которых состоят из атомов одного элемента. В химических реакциях они не могут разлагаться с образованием других веществ. Простые вещества делятся на металлы и неметаллы. Резкой границы между металлами и неметаллами нет, т.к. есть простые вещества, проявляющие двойственные свойства. Простые вещества образованы за счет ковалентной неполярной или металлической связей.

Аллотропия – это способность некоторых химических элементов образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и, следовательно, по свойствам. Например,

С – алмаз, графит, карбин;

O – кислород, озон;

S – сера ромбическая, моноклинная, пластическая;

P – фосфор белый, красный, чёрный.

Явление аллотропии вызывается двумя причинами:

1) различным числом атомов в молекуле, например кислород O2 и озон O3;

2) образованием различных кристаллических форм, например алмаз и графит.

Сложные вещества или химические соединения – это вещества, молекулы которых состоят из атомов различных химических элементов. В химических реакциях они разлагаются с образованием нескольких других веществ. Сложные вещества делятся на оксиды, основания, кислоты, соли.

Оксиды – это соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород. Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Несолеобразующих оксидов немного: СО, NO, N2O и др.

Солеобразующие оксиды подразделяются на основные, кислотные, амфотерные. Основные оксиды образуют катионы металлов в степени окисления +1, +2 (Nа2O, СаО). Кислотные оксиды образуют неметаллы, а также металлы в степени окисления +5, +6, +7 (V2O5, WO3, Mn2O7). Основным оксидам соответствуют основания, кислотным – кислоты.

Химические свойства основных и кислотных оксидов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Химические свойства оксидов

Основные оксиды

Кислотные оксиды

1. Na2O + H2O = 2 NaOH

1. SO2 + H2O = H2SO3

2. Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O

2. SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O

3. MgO + CO2 = MgCO3

3. СаО + СО2 = СаСО3

Амфотерными называются такие оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства. К ним относятся: ZnO, BeO, SnO, PbO, Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, SnO2, PbO2 и др.

Амфотерные оксиды реагируют с кислотами и основаниями:

ZnO + 2 HCl = ZnCl2 + H2O;

t

ZnO + 2 NaOH → Na2ZnO2 + H2O;

ZnO + 2 NaOH + Н2О → Na2[Zn(OH)4].

Оксиды получают следующими способами.

1. Взаимодействием простых веществ с кислородом.

2 Mg + О2 = 2 MgO;

S + О2 = SO2.

2. Разложением сложных веществ:

а) разложением оснований:

t

Ва(ОН)2 → ВаО + Н2О;

б) разложением кислот:

Н2СО3 = Н2О + СО2 ↑;

4 НNO3 = 4 NO2 + 2 H2O + O2;

в) разложением солей:

t

СаСО3 → СаО + СО2 ↑;

2 Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2 + O2.

3. Взаимодействием кислот, обладающих окислительными свойствами с металлами.

Cu + 4 HNO3 (K) = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O.

Кислоты – это вещества, состоящие из водорода, способного замещаться на металл, и кислотного остатка: HCl, HNO3, H2CO3, H2S. Все кислоты делятся: на кислородсодержащие и бескислородные; сильные и слабые; одноосновные, двух- и трехосновные. Единственной твердой кислотой является кремниевая кислота H2SiO3.

Кислоты обладают следующими химическими свойствами.

1. Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду напряжения до водорода с выделением свободного водорода.

Zn + H2SО4 = ZnSО4 + H2 ↑.

2. Кислоты, являющиеся сильными окислителями (HNO3, H2SО4), реагируют практически со всеми металлами, но при этом выделяется не водород, а оксид неметалла:

Zn + 4 HNO3 (КОНЦ) = Zn(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2О.

3. Кислоты взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами с образованием соли и воды:

CuO + H2SО4 = CuSО4 + H2O;

Al2O3 + H2SО4 = Al2(SО4)3 + H2O.

Кислоты не взаимодействуют с кислотными оксидами:

СО2 + H2SО4 ≠ .

4. Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды:

Cu(OН)2 + H2SО4 = CuSО4 + 2 H2O.

5. Кислоты взаимодействуют с солями с образованием соли и кислоты:

Ва(NO3)2 + H2SО4 = ВаSО4 ↓ + 2 HNO3 .

Получают кислоты:

- при растворении ангидридов в воде:

SО3 + Н2О = H2SО4;

GrO3 + Н2О = H2GrO4;

- при взаимодействии солей с другими кислотами:

ВаСl2 + H2SО4 = BaSО4 ↓ + 2 HCl;

Na2SiО3 + 2 HCl = NaCl + H2SiО3↓;

- при соединении Н2 и неметалла с последующим растворением продукта в воде образуются бескислородные кислоты:

Н2 + Cl2 = 2 HCl.

Основания – это вещества, состоящие из металла и одновалентных гидроксид-ионов ОН-: NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3.

Растворимые в воде основания называются щелочами. Их образуют металлы I, II групп главных подгрупп.

Получают основания:

- при взаимодействии щелочных и щелочноземельных металлов с водой:

2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2 ↑;

-. при взаимодействии основных оксидов с водой:

Na2О + H2O = 2 NaOH;

- при взаимодействии солей со щелочами с образованием нерастворимых оснований:

NiSO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + Ni(OH)2 ↓.

Основания обладают следующими химическими свойствами.

1. Основания взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами с образованием соли и воды:

2 NaOH + СО2 = Na2СО3 + Н2О;

NaOH +ZnO = Na2ZnO2 + H2O.

Основания не взаимодействуют с основными оксидами:

NaOH +СаO ≠.

2. Основания взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

NaOH + HCl = NaCl + H2O.

3. Основания взаимодействуют с солями с образованием соли и основания:

NaOH + CuCl2 = 2 NaCl + Cu(OH)2 ↓.

4. Основания взаимодействуют с амфотерными основаниями с образованием комплексных солей:

KOH + Al(OH)3 = K[Al(OH)4].

Солью называют продукт замещения водорода в кислоте на металл или гидроксид-ион основания на кислотный остаток. Соли бывают средние (нормальные), кислые, основные, комплексные, двойные.

Средние соли в основном образуются в результате реакции нейтрализации:

Ва(ОН)2 + H2SО4 = BaSО4 ↓ + 2 H2О.

Кислые соли – это продукты неполного замещения ионов водорода многоосновных кислот металлами. Их получают:

а) при взаимодействии средних солей со «своими» кислотами:

СаСО3 + Н2СО3 = Са(НСО3)2;

б) при гидролизе солей многоосновных кислот:

Na2СО3 + Н2О = NaНСО3 + NaОН;

в) реакцией нейтрализации с избытком кислоты:

Ва(ОН)2 + H2SО4 (изб.) = Ba(НSО4)2 ↓ + 2 H2О.

Основные соли – это продукты неполного замещения гидроксильных групп оснований многовалентных металлов кислотными остатками. Их получают:

а) при взаимодействии средних солей с основаниями:

CuCl2 + NaOH = CuOHCl + NaCl;

б) при гидролизе средних солей многовалентных металлов:

AlCl3 + H2O = AlOHCl2 + HCl;

в) реакцией нейтрализации с избытком основания:

Ва(ОН)2 + H2SО4 = (BaОН)2SО4 ↓ + 2 H2О.