Сборник основных формул по химии для ВУЗов - М. Рябов
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
SO2 + Н2O = H2SO3 (кислотные оксиды, кроме SiO2, растворимы в воде)
SO2 + СаО = CaSO3
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + Н2O
Амфотерным оксидам (ZnO, Al2O3, Cr2O3, ВеО, РЬО) соответствуют амфотерные гидроксиды.
ZnO + H2O ≠ (амфотерные оксиды нерастворимы в воде)
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + Н2O
ZnO + 2NaOH →t→ Na2ZnO2 + Н2O (при нагревании или сплавлении)
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] (в разбавленном растворе)
1.2. Основания
Основания – сложные вещества, состоящие из атомов металла и гидроксиль-ных групп; основания – электролиты, образующие при диссоциации в качестве анионов только анионы гидроксила.
Номенклатура: Fe(OH)3 – гидроксид железа(III).
Классификация оснований:– растворимые (щелочи) NaOH, KOH;
– нерастворимые Fe(OH)2, Mg(OH)2;
– амфотерные Zn(OH)2, Al(OH)3, Ве(OH)2, Сr(OH)3;
– однокислотные NaOH, KOH;
– двухкислотные Ва(OH)2, Zn(OH)2;
– трехкислотные Al(OH)3, Сr(OH)3.
Получение основанийПолучение щелочей:
2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2
Na2O + Н2O = 2NaOH
Получение нерастворимых и амфотер-ных оснований:
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl
Свойства щелочей:NaOH → Na+ + OH¯ (α = 1, фенолфталеин – красный)
NaOH + HCl = NaCl + H2O (реакция нейтрализации)
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2NaOH + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4]
2NaOH + Al2O3 →t→ 2NaAlO2 + H2O
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
2NaOH + Zn + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2
2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
2NaOH + Si + H2O = Na2SiO3 + 2H2
Свойства нерастворимых оснований:Fe(OH)2 ↔ FeOH+ + OH¯ (α << 1);
FeOH+ ↔ Fe2+ + OH‾ (α << 1)
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O
Fe(OH)2 →t→ FeO + H2O
Свойства амфотерных оснований:Al3++ ЗOH¯ + Н2O ↔ Al(OH)3↓ + Н2O ↔ [Al(OH)4]¯ + Н+
Al(OH)3 + ЗHCl = AlCl3 + ЗН2O
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
2Al(OH)3 →t→ Al2O3 + ЗН2O
1.3. Кислоты
Кислоты – сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка; кислоты – электролиты, образующие при диссоциации в качестве катионов только катионы водорода.
Номенклатура кислот и кислотных остатков:
Классификация кислот:– одноосновные HCl
– двухосновные H2S
– трехосновные Н3PO4
– кислородсодержащие HNO3
– бескислородные HCl
Получение кислотCO2 + Н2O = Н2CO3 (кроме SiO2)
Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3↓
H2 + Cl2 = 2HCl
Химические свойства кислотHCl → H+ + CI¯ (α =1) (лакмус – красный)
CH3COOH ↔ CH3COO¯ + H+ (α << 1)
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (металл в ряду напряжений до Н)
Cu + HCl ≠ (не идет, металл в ряду напряжений после Н)
2HCl + CuO = CuCl2 + Н2O
2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2Н2O
2HCl + ZnO = ZnCl2 + Н2O
3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3Н2O
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑ (выделяется газ)
HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3 (образуется осадок)
1.4. Соли
Соли – сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотного остатка.
Соли – электролиты, образующие при диссоциации катионы металла или аммония и анионы кислотного остатка.
Номенклатура солейNa2HPO4 – гидрофосфат натрия
Са(Н2PO4)2 – дигидрофосфат кальция
AlOHSO4 – гидроксид сульфат алюминия
KMgF3 – фторид калия магния
NaCl • NaF – фторид хлорид натрия
NaNH4HPO4 – гидрофосфат аммония натрия
Na2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат натрия
Классификация солей– средние – MgCl2, Na3PO4
– кислые – Na2HPO4, Ca(H2PO4)2
– основные – MgOHCl, (Al(OH)2)2SO4
– смешанные – NaCl • NaF, CaBrCl
– двойные – KMgF3, KAl(SO4)2
– комплексные – Na2[Zn(OH)4], K3[Cr(OH)6]
– кристаллогидраты – CuSO4 • 5H2O
Получение солей (на примере получения CuS04)Cu + 2H2SO4 конц = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + SO3 = CuSO4
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
CuCO3 + H2SO4 = CuSO4 + H2O + CO2
CuCl2 + Ag2SO4 = CuSO4 + 2AgCl↓
Химические свойства солейNaHCO3 → Na+ + HCO3¯ (α = 1)
HCO3¯ ↔ H+ + CO32- (α << 1)
MgOHCl → MgOH+ + CI¯ (α = 1)
MgOH+ ↔ Mg2+ + OH¯ (α << 1)
NaHSO4 → Na+ + Н+ + SO4¯ (α = 1)
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 (Fe до Cu в ряду напряжений)
Pb + ZnCl2 ≠ (Pb после Zn в ряду напряжений)
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 (осадок)
CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4 (осадок)
CuSO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + CuCl2 (осадок)
Разложение некоторых солей при нагреванииCa(HCO3)2 →t→ CaCO3↓ + H2O + CO2 (при кипячении воды)
CaCO3 →t→ CaO + CO2 (роме устойчивых карбонатов щелочных металлов)
2NaNO3 →t→ 2NaNO2 + O2 (металл до Mg в ряду напряжений)
2Pb(NO3)2 →t→ 2РbO + 4NO2 + O2 (металл от Mg до Cu в ряду напряжений)
2AgNO3 →t→ 2Ag + 2NO2 + O2 (металл после Cu в ряду напряжений)
NH4Cl →t→ NH3 + HCl (при охлаждении идет в противоположном направлении)
NH4NO3 →t→ N2O + 2Н2O (получение «веселящего» газа)
NH4NO2 →t→ N2 + 2H2O (получение азота в лаборатории)
(NH4)2Cr2O7 →t→ N2 + Cr2O3 + 4Н2O (реакция «вулкан»)
4KClO3 →400 °C→ KCl + 3KClO4
2KClO3 →t, MnO4→ 2KCl + 3O2
2КMnO4 →t→ К2MnO4 + MnO2 + O2
Связь между классами соединенийМеталл ↔ основный оксид ↔ основание ↔ соль
Неметалл ↔ кислотный оксид ↔ кислота ↔ соль
2. IА-группа
Щелочные металлы Li, Na, К, Rb, Cs, Fr.Атомы этих элементов имеют электронную формулу ns1. Они являются сильными восстановителями. Их активность растет от лития к цезию. Для них характерна степень окисления +1. В природе щелочные металлы находятся в виде хлоридов, сульфатов, карбонатов, силикатов и т. д.
Щелочные металлы мягкие, легко режутся ножом, на свежем срезе имеют серебристую окраску. Все они легкие и легкоплавкие металлы с хорошей электропроводностью. В парообразном состоянии атомы щелочных металлов образуют молекулы Э2, например Na2.
2.1. Получение и химические свойства щелочных металлов
Получение
2NaCl →электролиз расплава→ 2Na + Cl2
KCl + Na →800ºС→ К + NaCl
Горение в кислороде
4Li + O2 →t→ 2Li2O
2Na + O2 →t→ Na2O2
К + O2 →t→ KO2
Реакции с другими неметаллами
2Na + Cl2 = 2NaCl
2Na + H2 →t→ 2NaH
2К + S = K2S
6Li + N2 = 2Li3N
Реакции с водой и разбавленными кислотами
2Na + 2Н2O = 2NaOH + H2↑
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
2.2. Получение и химические свойства соединений щелочных металлов
Оксиды. Оксиды щелочных металлов являются активными основными оксидами.
4Li + O2 →t→ 2Li2O
Na2O2 + 2Na →t→ 2Na2O
Na2O + Н2O = 2NaOH
Na2O + CO2 = Na2CO3
Na2O(тв) + Al2O3(тв) →t→ 2NaAlO2
Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O
Гидроксиды. Гидроксиды щелочных металлов – растворимые основания, щелочи. Их степень диссоциации увеличивается от LiOH к CsOH.