Учебные материалы по теме 'Основные классы неорганических соединений'

Основные классы неорганических соединений.

Классификация веществ облегчает их изучение. Неорганические вещества по определенным признакам делятся на группы - классы. Важнейшими классами неорганических соединений являются оксиды, кислоты, основания, соли.

Ca Al

S P

SO₂ P₂O₅

Al₂O₃

CaO

Ca(OH)₂

H₂SO₃ H₃PO₄

Ca₃(PO₄)₂ H₂SO₃

С О Л Е О Б Р А З У Ю Щ И Е

ОСНОВНЫЕ АМФОТЕРНЫЕ КИСЛОТНЫЕ

(оксиды металлов в степенях окисления +1 или +2, которым соответствуют основания)

СаО, Na₂O, FeO, CuO, CrO и т.д.

(оксиды неметаллов SO₃, CO₂, P₂O₅,

и оксиды металлов в степенях окисления больше, чем +4, которым соответсвуют кислоты)

CrO₃, Mn₂O₇ и др.

(оксиды металлов в степенях окисления +2 или +3, которым соответствуют амфотерные гидроксиды)

ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃, BeO, Fe₂O₃ и др.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ КЛАССОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

Химические свойства основных оксидов:

1. Взаимодействие с водой (только оксиды активных металлов - главная подгруппа I и II группы)

Основный оксид + вода = основание

Na₂O + H₂O = 2NaOH

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

2. Взаимодействие с кислотами:

Основный оксид + кислота = соль + вода

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O;

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3. Взаимодействие с кислотными оксидами:

Основный оксид + кислотный оксид = соль

CaO + SO₂ = CaSO₃;

Li₂O + CO₂ = Li₂CO₃.

Химические свойства кислотных оксидов:

1. Взаимодействие с водой:

Кислотный оксид + вода = кислота

SО₂ + Н₂О = Н₂SО₃;

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

2. Взаимодействие с растворимыми основаниями (щелочами):

Кислотный оксид + щелочь = соль + вода

CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

^{карбонат натрия (средняя соль)}

CO₂ + NaOH = NaHCO₃

^{гидрокарбонат натрия (кислая соль)}

P₂O₅ + 3Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O

^{ортофосфат кальция}

P₂O₅ + 2Ca(OH)₂ = 2CaHPO₄ + H₂O

^{гидроортофосфат кальция}

P₂O₅ + Ca(OH)₂ + H₂O = Ca(H₂PO₄)₂

^{дигидроортофосфат кальция}

3. Взаимодействие с основными оксидами (см. химические свойства основных оксидов).

Химические свойства амфотерных оксидов:

1. Взаимодействие с кислотами:

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O;

ZnO +.

2. Взаимодействие со щелочами:

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O;

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄];

ZnO +2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O;

^{цинкат натрия}

ZnO +2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄];

^{тетрагидроксоцинкат натрия}

Химические свойства кислот:

1. Взаимодействие разбавленных кислот (кроме азотной) с металлами, стоящими

Металл + кислота = соль + Н₂↑

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑;

3Са + 2Н₃РО₄ = Са₃(РО₄)₂ + 3H₂↑;

2. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами (см. химические свойства основных и амфотерных оксидов);

3. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации):

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O;

Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

4. Взаимодействие с солями более :

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O;

2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl↑

^{(ТВ.) (КОНЦ.)}

5. Действие на индикаторы ()

Химические свойства оснований:

Растворимые основания (щелочи)

Нерастворимые основания

1. Взаимодействие с кислотами.

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

2. Взаимодействие с кислотными оксидами.

CaO + SO₃ = CaSO₄

Не взаимодействуют

3. Взаимодействие с солями в растворе.

Реакция идет, если в результате образуется осадок.

2NaOH + CuSO₄ = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓;

3KOH + FeCl₃ = 3KCl + Fe(OH)₃↓

Не взаимодействуют

4. Разложение при нагревании.

Не характерно.

_t

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

5. Действие на индикаторы.

Не характерно.

Химические свойства амфотерных гидроксидов.

1. Взаимодействие с кислотами:

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O;

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O.

2. Взаимодействие со щелочами:

Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₂ + 2H₂O;

(тв.) (тв.)

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] - в растворе;

^{тетрагидроксоалюминат натрия}

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + 2H₂O;

(тв.) (тв.)

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] - в растворе

^{тетрагидроксоцинкат натрия}

Химические свойства солей:

1. Взаимодействие с металлами:

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu↓

2AgNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2Ag↓

• Более активный металл вытесняет из раствора соли менее активный металл.

• Активность металлов уменьшается слева направо в электрохимическом ряду напряжений металлов.

• Так как реакции протекают в растворах, то для опытов нельзя брать металлы, которые при обычных условиях взаимодействуют с водой/

Взаимодействие с кислотами:

Соли реагируют с кислотами согласно ряду активности кислот (см. химические свойства кислот).

3. Взаимодействие со щелочами в водных растворах (см. химические свойства оснований).

4. Взаимодействие солей друг с другом в растворах. (Реакция идет, если хотя бы одна новая соль нерастворима в воде).

BaCl₂ + Na₂SO₄ = 2NaCl + BaSO₄↓;

3AgNO₃ + K₃PO₄ = 3KNO₃ + Ag₃PO₄↓.

5. Некоторые соли способны реагировать с водой и образовывать кристаллогидраты:

CuSO₄ + 5H₂O = CuSO₄∙5 H₂O

^{кристаллогидрат сульфата меди(II)}

Задания для самостоятельной работы.

1. С какими из перечисленных веществ взаимодействует оксид алюминия: оксид калия, гидроксид натрия, сульфат меди (II), натрий, оксид серы (IV)? вода, серная кислота? Ответ подтвердите уравнениями реакций, если они возможны.

2. Составьте уравнения следующих реакций или укажите, если они невозможны:

CuO + H₂O →…

Pb(NO₃)₂ + Zn →…

Cu + AgNO₃ →…

Na + S →…

ZnO + H₂O →…

P₂O₅ + H₂O →…

KOH + SO₂ →…

ZnCl₂ + NaOH (изб.) →…

KOH + Al(OH)₃ →…

NaOH + ZnO →…

Ba(OH)₂ + CO₂ →…

Cu + FeSO₄ →…

Fe + H₂SO₄ (разб.)

KOH + Al₂O₃ →…

3. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать гидроксид натрия: натрий, оксид кальция, оксид цинка, алюминий, гидроксид цинка, серная кислота, ортофосфорная кислота, оксид углерода (iV), сульфат меди (II), нитрат калия? ответ подтвердите уравнениями реакций.

4. Дана разбавленная серная кислота. с какими из перечисленных веществ она реагирует: алюминий, медь, оксид бария, нитрат магния, хлорид бария, оксид натрия, оксид углерода (iV), гидроксид алюминия, карбонат кальция, хлорид железа (III), оксид железа (III).

5. С помощью уравнений химических реакций осуществите превращения:

а) Zn → ZnSO₄ → Zn(OH)₂ → ZnO → K₂ZnO₂ → ZnCl₂;

b) Cu → x → CuCl₂ → y → CuSO₄;

c) C → CO₂ → K₂CO₃ → CaCO₃ → CaO

↓

CO₂