Лекция по химии на тему "Основные классы неорганических соединений"для студентов СПО.

Гризодуб Наталья Викторовна- преподаватель химии и биологии Донецкого индустриально- педагогического техникума.

Лекция № 1

Тема. Основные классы неорганических соединений.

План

1.     Оксиды.

2.     Кислоты.

3.     Основания.

4.     Соли.

1.    Оксиды

Оксиды – это сложные вещества, состоящие из атомов двух химических элементов, один из которых Оксиген.

 

Номенклатура оксидов
Валентность элемента, образующего оксид	Правило составления названия оксида	Пример
Постоянная	Название химического элемента + слово «оксид»	CaO – кальций оксид ZnO – цинк оксид
Переменная	Название химического элемента + валентность (в скобках) + слово «оксид»	CO2 – карбон (IV) оксид N2O – нитроген (I) оксид SO3 – сульфур (VI) оксид

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ

Химические свойства основных оксидов

·       Взаимодействуют с водой, если в результате реакции образуются щелочи.

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

·       Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды.

CaO + H₂SO₄ = CaSO₄ + H₂O

·       Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли.

CaO + CO₂ = CaCO₃

·       Не взаимодействуют с основными оксидами и щелочами.

Химические свойства амфотерных оксидов

·       Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды.

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

·       Взаимодействуют со щелочами с образованием соли и воды.

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O

·       Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли.

ZnO + СO₂ = ZnСO₃

·       Взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли.

ZnO + СaO = CaZnO₂

·       Не взаимодействуют с водой.

Химические свойства кислотных оксидов

·       Взаимодействуют с водой с образованием кислот.

SO₂ + H₂O = H₂SO₃ (исключение: SiO₂ + H₂O ≠)

·       Взаимодействуют со щелочами с образованием соли и воды.

SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₃ + H₂O

·       Взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли.

СaO +  SO₃ = CaSO₄

·       Не взаимодействуют с кислотами и кислотными оксидами.

ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДОВ

·       Взаимодействие простых и сложных веществ с кислородом

2Mg + O₂ = 2MgO

CH₄ + 2O₂ = CO₂↑ + 2H₂O

·       Разложение оснований при нагревании

Fe(OH)₂  FeO + H₂O

·       Разложение кислот при нагревании

4HNO₃  4NO₂↑ + 2H₂O + O₂↑

·       Разложение солей при нагревании

CaCO₃  CaO + CO₂↑

2Pb(NO₃)₂  2PbO + 4NO₂ + O₂↑

·       Разложение высших оксидов с образованием низших оксидов

4CrO₃ = 2Cr₂O₃ + 3O₂↑

·       Окисление низших оксидов с образованием высших оксидов

2CO + O₂ = 2CO₂↑

·       Вытеснение одних оксидов другими

Na₂CO₃ + SiO₂  Na₂SiO₃ + CO₂↑

·       Окислительно-восстановительные реакции

3Cu + 8HNO₃ (разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

S + H₂SO₄ (конц.) = 3SO₂↑ + 2H₂O

2.    Кислоты

Кислоты – это сложные вещества, содержащие атомы Гидрогена, которые могут замещаться атомами металлических элементов, и кислотные остатки.

 

Ряд активности кислот

HI > HClO₄ > HBr > HCl > H₂SO₄ > HNO₃ > HClO₃ > H₃PO₃ >

^{сильные кислоты}

H2SO₃ > H₃PO₂ > HClO₂ > H₃PO₄ > H₃AsO₄ > HF > HNO₂ >

^{кислоты средней силы}

CH₃COOH > H₂CO₃ > H₂S > HClO > H₃BO₃ > H₂SiO₃ > HIO

^{слабые кислоты}

Ряд активности металлов

Li   K   Ca   Na   Mg   Al   Mn   Zn   Fe   Ni   Sn   Pb

(H2)

Cu   Hg   Ag   Pt   Au

направление уменьшения активности металлов

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТ

·       Изменяют цвет индикаторов

Кислота + лакмус (фиолетовый) → красный

Кислота + метиловый оранжевый → розовый

·       Взаимодействуют с основаниями (реакция нейтрализации) с образованием соли и воды

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

·       Взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли и воды

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

·       Взаимодействуют с металлами (если металлы стоят в ряду активности до Н₂) с образование соли и водорода

2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂↑                 исключения: HNO₃, H₂SO₄ (конц.)

·       Взаимодействуют с солями (если образуется осадок ↓ или газ ↑, соль более слабой или летучей кислоты) с образованием новой соли и новой кислоты

2HCl + K₂CO₃ = 2KCl + H₂CO₃       

ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОТ

·       Взаимодействие кислотных оксидов с водой

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

·       Взаимодействие солей с кислотами (кислота, вступающая в реакцию, должна быть более сильной, чем та, которая образуется)

Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = H₂SiO₃↓ + Na₂SO₄

·       Окисление некоторых простых веществ

5HNO₃ (разб.) + 3P + 2H₂O = 5NO↑ + 3H₃PO₄

·       Взаимодействие неметаллов с водородом

H₂ + Cl₂ = 2HCl

3.    Основания

Основания – это сложные вещества, содержащие атомы металлического элемента (Ме) и одну или несколько гидроксогрупп (ОН).

Общая формула оснований:

,

где n – валентность металлического элемента.

 

Номенклатура оксидов
Валентность элемента	Правило составления названия основания	Пример
Постоянная	Название металлического элемента + слово «гидроксид»	NaOH – натрий гидроксид Ca(OH)2 – кальций гидроксид
Переменная	Название металлического элемента + значение валентности металлического элемента (в скобках) + слово «гидроксид»	Cu(OH)2 – купрум (II)                   гидроксид Fe(OH)2 – феррум (II)                   гидроксид

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ

Растворимые основания (щелочи)

·       Изменяют цвет индикаторов

NaOH + лакмус (фиолетовый) → синий

NaOH + метиловый оранжевый → желтый

NaOH + фенолфталеин (бесцветный) → малиновый

·       Взаимодействуют с кислотами (реакция нейтрализации) с образованием соли и воды

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2Н₂O

·       Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды

2NaOH + SO₃ = Na₂SO₄ + Н₂O

·       Взаимодействуют с амфотерными оксидами с образованием соли и воды

2NaOH + ZnO  Na₂ZnO₂ + Н₂O

·       Взаимодействуют с амфотерными гидроксидами:

а) с образованием соли:  Zn(OH)₂ + 2NaOH  Na₂[Zn(OH)₄]

б) с образованием соли и воды: Zn(OH)₂ + 2NaOH  Na₂ZnO₂+2H₂O

·       Взаимодействуют с растворами солей (если образуется осадок ↓, или газ ↑) с образованием соли и воды

2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

·       Не разлагаются при нагревании

Нерастворимые в воде

·       Не изменяют цвет индикаторов

·       Взаимодействуют с кислотами (реакция нейтрализации) с образованием соли и воды

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2Н₂O

·       Взаимодействуют с некоторыми кислотными оксидами при нагревании с образованием соли и воды

Mg (ОН)₂ + SiO₂  MgSiOg + Н₂O

·       Не взаимодействуют с амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами и растворами солей

·       Разлагаются при нагревании с образованием оксида и воды

Cu(OH)₂  СuО + Н₂O

ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ (ЩЕЛОЧЕЙ)

·       Взаимодействие активных металлов с водой (щелочных и щелочноземельных)

2Na + 2Н₂O = 2NaOH + Н₂↑

·       Взаимодействие основных оксидов с водой (только оксиды щелочноземельных и щелочных металлических элементов)

ВаО + Н₂O = Ва(ОН)₂

·       Взаимодействие соли со щелочью (если образуется нерастворимая соль)

Na₂SO₄ + Ва (ОН)₂ – BaSO₄↓+2NaOH

·       Электролиз водных растворов солей Калия или Натрия

2NaCl + 2Н₂O   Н₂↑ + Cl₂↑ + 2NaOH

ПОЛУЧЕНИЕ НЕРАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ

·       Взаимодействие солей со щелочами

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄

MgCl₂ + 2KOH = Mg(OH)₂↓ + 2KC1

Pb(NO₃)₂ + 2NaOH = Pb(OH)₂↓ +2NaNO₃

4.    Соли

Соли – это сложные вещества, содержащие ионы металличе­ских элементов и кислотные остатки.

 

Номенклатура кислых солей
Правило составления названий кислых солей	Пример
Название металлического элемен­та + слово «гидроген» («дигидро­ген») + название кислотного остатка	NaHSO4  – натрий гидроген сульфат NaH2PO4 – натрий дигидро­ген ортофосфат

Номенклатура средних солей
Валентность элемента	Правило составления названия основания	Пример
Постоянная	Название металлического элемента + название кислотного остатка	K2SO3 – калий сульфит
Переменная	Название металлического элемента + валентность металлического элемента (в скобках) + название кислотного остатка	CuSO4 – купрум (II) сульфат

Номенклатура основных солей
Правило составления названий кислых солей	Пример
Название металлического элемен­та + слово «гидроксид» + название кислотного остатка	Mg(OH)Cl – магний гидроксид хлорид

Номенклатура двойных солей
Правило составления названий кислых солей	Пример
Название металлического элемен­тов (по алфавиту) + название кислотного остатка	KAl(SO4)2 – алюминий калий дисульфат

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЛЕЙ

·       Взаимодействуют с металлами (реакция замещения) при ус­ловиях:

-       реагирующий металл активнее металла, который образовал соль;

-       соль растворима в воде

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Сu,               FeSO₄ + Сu ≠

·       Взаимодействуют со щелочами (реакция обмена)

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

·       Взаимодействуют с солями (реакция обмена) при условиях:

-       реагирующие соли растворимы;

-       одна из образовавшихся солей нерастворима

Na₂SO₄ + ВаСl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl

·       Взаимодействуют с кислотами при условиях:

-       реагирующая кислота сильнее, чем та, которая образовала соль;

-       образуется газ ↑ или осадок ↓

Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃↓

CaCO₃ + 2НСl = СаСl₂ + H₂CO₃      .

·       Термическое разложение солей с образованием веществ более простого состава

СаСO₃  СаО + СO₂↑

Са(НСO₃)₂  CaCO₃ +CO₂↑+H₂O

NH₄NO₂  N₂ + 2H₂O

2KClO₃  2KCl + 3O₂↑

ПОЛУЧЕНИЕ СРЕДНИХ СОЛЕЙ

·       Взаимодействие металлов с кислотами

Mg + 2НС1 = MgCl₂ + Н₂↑

·       Взаимодействие основных оксидов с кислотами

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + Н₂O

·       Взаимодействие оснований с кислотами

NaOH + НС1 = NaCl + Н₂O

·       Взаимодействие солей, с кислотами

СаСO₃ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + Н₂O + СO₂↑

·       Взаимодействие основных оксидов с кислотными

СаО + СO₂ = СаСО₃

·       Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами

2NaOH + СO₂ = Na₂CO₃ + Н₂O

·       Взаимодействие солей с кислотными оксидами

СаСO₃ + SiO₂  CaSiO₃ + СO₂↑

·       Взаимодействие щелочей с солями

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂ + 2NaCl

·       Взаимодействие двух солей

ВаСl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓+2NaCl

·       Взаимодействие металлов с солями

Рb + Hg(NO₃)₂ = Hg + Pb(NO₃)₂

·       Взаимодействие металлов с неметаллами

2Fe + ЗСl₂ = 2FeCl₃

·       Взаимодействие неметаллов с солями

Сl₂ + 2KI = 2КСl +I₂

·       Термическое разложение солей

2KNO₃  2KNO₂ + O₂↑

ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛЫХ СОЛЕЙ

·       Взаимодействие излишка кислоты со щелочами

NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + Н₂O

·       Взаимодействие излишка кислоты с основными оксидами

СаО + 2H₂SO₄ - Са (HSO₄)₂ + Н₂O

·       Взаимодействие кислот и их средних солей

СаСO₃ + Н₂O + СO₂ = Са(НСO₃)₂

·       Взаимодействие щелочей с излишком кислотного оксида

Ва(ОН)₂ +2СO₂ = Ва(НСO₃)₂

Задания для закрепления:

1.     Укажите кислоту, которая может образовывать кислые соли:

А) карбонатная кислота

Б) нитратная кислота

В)уксусная кислота

Г)хлоридная кислота

2.     Укажите ряд кислот, в которых приведены только оксигенсодержащие кислоты:

А) сульфатная, нитратная, хлоридная

Б) флуоридная, сульфидная, бромидная

В)сульфитная, ортофосфатная, силикатная

Г)нитратная, сульфидная, фосфитная

3.     Обозначьте классы веществ с которыми взаимодействуют кислоты:

А) кислотные оксиды

Б) основные оксиды

В)неметаллы

Г)металлы

Д) основания

Е) соли

4.     Вычислите и обозначьте степень окисления Сульфура в алюминий сульфате  Al2(SO4)3:

А) -2

Б) +6

В)+4

Г)+3

5.     Укажите продукты реакции взаимодействия нитратной кислоты с кальций карбонатом:

А) кальций гидроген карбонат

Б) кальций нитрат, карбон(4) оксид и вода

В)карбоновая кислота и кальций гидрогенкарбонат

Г)кальций нитрат и натрий нитрат

6.     Укажите вещества при взаимодействии которых образуется желтый осадок:

А) нитроген (2) оксид и кислород

Б) натрий йодид и аргентум нитрат

В)кальций силикат и нитратная кислота

Г)натрий сульфат и калий нитрат

7.     Обозначьте ионы, которые обуславливают превращение окраски фенолфталеина в розовую:

А) гидроксид -ионы

Б) сульфат ионы

В) ионы гидрогена

Г) ионы кальция

8.     Обозначьте вещество с которым реагирует натрий гидроксида:

А) кальций оксид

Б) калий сульфат

В)этанол

Г)кальций гидроксид

9.     Укажите название элемента, образующего кислотные оксиды:

А) калий

Б) алюминий

В)сульфур

Г)магний

10. Обозначьте вещества, взаимодейсвующие с карбон(4) оксидом:

А) калий оксид

Б) калий нитрат

В)кальций нитрат

Г)кальций хлорид

Д) кислород

Е) калий хлорид

Ж) вода

 Домашнее задание:

№1. В какой группе все вещества являются оксидами?

А ) NaOH, P2O5, H2CO3

Б ) CO2, Na2O, FeO

В ) Na2SO4,CaO, SO2

Г ) Li2O, SiO2, H2SO3

№2. В какой группе все вещества являются основными оксидами?

А ) KOH, Ca(OH)2, CaO

В ) Na2O, Fe2O3,CrO

Г ) Na2O, CaO, MnO

Д ) P2O5,NaOH, HNO3

№3. Установите соответствие между химической формулой кислоты и её названием:

1. HNO3	а) Серная
2. H2SO3	б) Соляная
3. H3PO4	в) Сернистая
4. H2SO4	г) Азотная
5. HCl	д) Ортофосфорная

№4.

Установите соответствие между химической формулой и классом соединений:

1. CaO	А) Амфотерный оксид
2. N 2 O 5	В) Основной оксид
3. CO	Г) Кислотный оксид
4. ZnO	Д) Безразличный оксид

№5. Из перечня формул выберите те, которые относятся к классу солей:
А) KCl
Б) SiO2
В) HNO3
Г) Na2SO4
Д) Fe(OH)2
Е) HCl

№6. Установите соответствие между схемой реакции и её типом

1.  2HgO = 2Hg + O2	а) соединение
2. 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3	б) разложение
3. 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O	в) замещение
4.  Al2O3 + 3Mg = 3MgO + 2Al	г) обмен

№7. Осуществите превращения по схеме, укажите типы реакций, назовите вещества

P→P2O5→H3PO4→Na3PO4→Ca3(PO4)2

Zn→ZnCl2→Zn(OH)2→ZnO→Zn(NO3)2

Al→Al2O3→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3

№8. Какие из предложенных веществ будут вступать в реакцию с гидроксидом калия запишите возможные УХР, назовите вещества, укажите типы реакций:

CaO, NaOH, ZnCl2, SiO2, HCl, Zn(OH)2, NO

№9. Какие из предложенных веществ будут вступать в реакцию с серной кислотой запишите возможные УХР, назовите вещества, укажите типы реакций:

CO2, Na2O, Ba(OH)2, Au, Na2CO3, N2O, CrO3

№10. Какие из предложенных веществ будут вступать в реакцию с солянойкислотой запишите возможные УХР, назовите вещества, укажите типы реакций:

Mg, ZnO, H3PO4, CaCO3, SO3, CO, Cu

№11. Классифицируйте вещества по классам

 CaO, NaOH, CO2, H2SO3, CaCl2, FeCl3, Zn(OH)2, N2O5, Al2O3, Ca(OH)2, N2O, FeO, SO3, Na2SO4, ZnO, CaCO3, Mn2O7, CuO, KOH, CO, Fe(OH)3, Na2O, Ba(OH)2, SiO2, HCl, Al(OH)3, NO, MnO, Cr2O3, CrO3

Оксид основной

Оксид ксилотный

Оксид амфотерный

Оксид безразлич

Соль

Кислота

Щёлочь

Основание нерастворим