Читать онлайн «Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ». Страница 5

Na2O + Zn(OH)2 = Na2ZnO2 + Н2O (в расплаве)

3)

За) основный гидроксид + кислотный оксид →…

2NaOH + SO3 = Na2SO4 + Н2O

Ва(ОН)2 + СO2 = ВаСO3 + Н2O

3б) амфотерный гидроксид + кислотный оксид →…

2Al(ОН)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Zn(OH)2 + N2O5 = Zn(NO3)2 + H2O

Зв) основный гидроксид + амфотерный оксид →…

2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + Н2O (в расплаве)

2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + Н2O (в расплаве)

4)

4а) основный оксид + кислотный оксид →…

Na2O + SO3 = Na2SO4, BaO + СO2 = ВаСO3

4б) амфотерный оксид + кислотный оксид →…

Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3, ZnO + N2O5 = Zn(NO3)2

4в) основный оксид + амфотерный оксид →…

Na2O + Al2O3 = 2NaAlO2, Na2O + ZnO = Na2ZnO2

Реакции 1в, если они протекают в растворе, сопровождаются образованием других продуктов — комплексных солей:

NaOH (конц.) + Al(OН)3 = Na[Al(OH)4]

КОН (конц.) + Cr(OH)3 = К3[Cr(ОН)6]

2NaOH (конц.) + M(OH)2 = Na2[M(OH)4] (М = Be, Zn)

КОН (конц.) + M(OH)2 = K[M(OH)3] (М = Sn, Pb)

Все средние соли в растворе – сильные электролиты (диссоциируют нацело).

Кислые соли содержат кислые кислотные остатки (с водородом) HCO3-, Н2РO42-, HPO42- и др., образуются при действии на основные и амфотерные гидроксиды или средние соли избытка кислотных гидроксидов, содержащих не менее двух атомов водорода в молекуле; аналогично действуют соответствующие кислотные оксиды:

NaOH + H2SO4 (конц.) = NaHSO4 + H2O

Ва(ОН)2 + 2Н3РO4 (конц.) = Ва(Н2РO4)2 + 2Н2O

Zn(OH)2 + Н3РO4 (конц.) = ZnHPO4↓ + 2Н2O

PbSO4 + H2SO4 (конц.) = Pb(HSO4)2

K2HPO4 + Н3РO4 (конц.) = 2КН2РO4

Са(ОН)2 + 2ЕO2 = Са(НЕO3)2 (Е = С, S)

Na2EO3 + ЕO2 + H2O = 2NaHEO3 (Е = С, S)

При добавлении гидроксида соответствующего металла или амфигена кислые соли переводятся в средние:

NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + Н2O

Pb(HSO4)2 + Pb(OH)2 = 2PbSO4↓ + 2H2O

Почти все кислые соли хорошо растворимы в воде, диссоциируют нацело (КНСO3 = К+ + HCO3-).

Оснóвные соли содержат гидроксогруппы ОН, рассматриваемые как отдельные анионы, например FeNO3(OH), Ca2SO4(OH)2, Cu2CO3(OH)2, образуются при действии на кислотные гидроксиды избытка основного гидроксида, содержащего не менее двух гидроксогрупп в формульной единице:

Со(ОН)2 + HNO3 = CoNO3(OH)↓ + Н2O

2Ni(OH)2 + H2SO4 = Ni2SO4(OH)2↓ + 2H2O

2Cu(OH)2 + H2CO3 = Cu2CO3(OH)2↓ + 2H2O

Основные соли, образованные сильными кислотами, при добавлении соответствующего кислотного гидроксида переходят в средние:

CoNO3(OH) + HNO3 = Co(NO3)2 + Н2O

Ni2SO4(OH)2 + H2SO4 = 2NiSO4 + 2H2O

Большинство основных солей малорастворимы в воде; они осаждаются при совместном гидролизе, если образованы слабыми кислотами:

2MgCl2 + Н2O + 2Na2CO3 = Mg2CO3(OH)2↓ + СO2↑ + 4NaCl

Двойные соли содержат два химически разных катиона; например: CaMg(CO3)2, KAl(SO4)2, Fe(NH4)2(SO4)2, LiAl(SiO3)2. Многие двойные соли образуются (в виде кристаллогидратов) при совместной кристаллизации соответствующих средних солей из насыщенного раствора:

K2SO4 + MgSO4 + 6Н2O = K2Mg(SO4)2 6Н2O↓

Часто двойные соли менее растворимы в воде по сравнению с отдельными средними солями.

Бинарные соединения – это сложные вещества, не относящиеся к классам оксидов, гидроксидов и солей и состоящие из катионов и бескислородных анионов (реальных или условных).

Их химические свойства разнообразны и рассматриваются в неорганической химии отдельно для неметаллов разных групп Периодической системы; в этом случае классификация проводится по виду аниона.

Примеры:

а) галогениды: OF2, HF, KBr, PbI2, NH4Cl, BrF3, IF7

б) хальгогениды: H2S, Na2S, ZnS, As2S3, NH4HS, K2Se, NiSe

в) нитриды: NH3, NH3 H2O, Li3N, Mg3N2, AlN, Si3N4

г) карбиды: CH4, Be2C, Al4C3, Na2C2, CaC2, Fe3C, SiC

д) силициды: Li4Si, Mg2Si, ThSi2

е) гидриды: LiH, CaH2, AlH3, SiH4

ж) пероксидьг. H2O2, Na2O2, СаO2

з) надпероксиды: HO2, КO2, Ва(O2)2

По типу химической связи среди этих бинарных соединений различают:

ковалентные: OF2, IF7, H2S, P2S5, NH3, H2O2

ионные: Nal, K2Se, Mg3N2, CaC2, Na2O2, KO2

Встречаются двойные (с двумя разными катионами) и смешанные (с двумя разными анионами) бинарные соединения, например: KMgCl3, (FeCu)S2 и Pb(Cl)F, Bi(Cl)O, SCl2O2, As(O)F3.

Все ионные комплексные соли (кроме гидроксокомплексных) также относятся к этому классу сложных веществ (хотя обычно рассматриваются отдельно), например:

[Cu(NH3)4]SO4 K4[Fe(CN)6] Na3[AlF6]

[Ag(NH3)2]Cl K3[Fe(NCS)6] K2[SiF6]

К бинарным соединениям относятся ковалентные комплексные соединения без внешней сферы, например [Fe(CO)5] и [№(СО)4].

По аналогии со взаимосвязью гидроксидов и солей из всех бинарных соединений выделяют бескислородные кислоты и соли (остальные соединения классифицируют как прочие).

Бескислородные кислоты содержат (как и оксокислоты) подвижный водород Н+ и поэтому проявляют некоторые химические свойства кислотных гидроксидов (диссоциация в воде, участие в реакциях солеобразования в роли кислоты). Распространенные бескислородные кислоты – это HF, НCl, HBr, HI, HCN и H2S, из них HF, HCN и H2S – слабые кислоты, а остальные – сильные.

Примеры реакций солеобразования:

2HBr + ZnO = ZnBr2 + Н2O

2H2S + Ва(ОН)2 = Ba(HS)2 + 2Н2O

2HI + Pb(OH)2 = Pbl2↓ + 2Н2O

Металлы и амфигены, стоящие в ряду напряжений левее водорода и не реагирующие с водой, вступают во взаимодействие с сильными кислотами НCl, НВr и HI (в общем виде НГ) в разбавленном растворе и вытесняют из них водород (приведены реально протекающие реакции):

М + 2НГ = МГ2 + Н2↑ (М = Be, Mg, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 6НГ = 2МГ3 + H2↑ (M = Al, Ga)

Бескислородные соли образованы катионами металлов и амфигенов (а также катионом аммония NH4+) и анионами (остатками) бескислородных кислот; примеры: AgF, NaCl, KBr, PbI2, Na2S, Ba(HS)2, NaCN, NH4Cl. Проявляют некоторые химические свойства оксосолей.

Общий способ получения бескислородных солей с одноэлементными анионами – взаимодействие металлов и амфигенов с неметаллами F2, Cl2, Br2 и I2 (в общем виде Г2) и серой S (приведены реально протекающие реакции):

2М + Г2 = 2МГ (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Ag)

M + Г2 = МГ2 (М = Be, Mg, Са, Sr, Ва, Zn, Mn, Со)

2М + ЗГ2 = 2МГ3 (М = Al, Ga, Cr)

2М + S = M2S (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Ag)

M + S = MS (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 3S = M2S3 (M = Al, Ga, Cr)

Исключения:

а) Cu и Ni реагируют только с галогенами Cl2 и Br2 (продукты МCl2, МBr2)

б) Cr и Mn реагируют с Cl2, Br2 и I2 (продукты CrCl3, CrBr3, CrI3 и MnCl2, MnBr2, MnI2)

в) Fe реагирует с F2 и Cl2 (продукты FeF3, FeCl3), с Br2 (смесь FeBr3 и FeBr2), с I2 (продукт FeI2)

г) Cu при реакции с S образует смесь продуктов Cu2S и CuS

Прочие бинарные соединения – все вещества этого класса, кроме выделенных в отдельные подклассы бескислородных кислот и солей.

Способы получения бинарных соединений этого подкласса разнообразны, самый простой – взаимодействие простых веществ (приведены реально протекающие реакции):

а) галогениды:

S + 3F2 = SF6, N2 + 3F2 = 2NF3

2P + 5Г2 = 2РГ5 (Г = F, CI, Br)

С + 2F2 = CF4

Si + 2Г2 = Sir4 (Г = F, CI, Br, I)

б) халькогениды:

2As + 3S = As2S3

2E + 5S = E2S5 (E = P, As)

E + 2S = ES2 (E = C, Si)

в) нитриды:

3H2 + N2  2NH3