СРС тема: "Основные классы неорганических соединений"

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ОКСИДЫ  – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых является кислород со степенью окисления -2

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ:

1.      Окислением простых веществ (металлов и неметаллов)

2.      Окислением (горением) сложных веществ

3.      Разложением нерастворимых оснований

4.      Разложением кислот (угольная кислота, кремниевая кислота)

5.      Разложением солей

6.      Взаимодействием оксидов металлов с другим металлом

7.      Из оксидов с высшей или низшей степенями окисления

КЛАССИФИКАЦИЯ ОКСИДОВ:

1)      Нормальные, в которых есть только связи между кислородом   и  другим элементом (металлом или неметаллом):    MgO;    SO₃ 

2)      Пероксиды (перекиси), которые представляют собой смесь двух  оксидов одного                    элемента в разных степенях окисления:   Н₂О₂      (Н - О - О - Н)

3)      Смешанные, которые представляют собой смесь двух  оксидов одного элемента в разных степенях окисления:     Fe₃O₄   =  FeO · Fe₂O₃                Pb₃O₄  = 2PbO + PbO₂

4)      Кислотные или ангидриды, которые реагируют с водой, образуя  соответствующие кислоты:    SO₃  (оксид серной кислоты) H₂SO₄              CO₂  (оксид угольной кислоты) H₂CO₃

5)      Основные, которые реагируют с водой, образуя  соответствующие основания:

             Nа₂O (оксид гидроксида натрия) NaOH

6)      Амфотерные, которые в зависимости от условий проявляют свойства и кислот и оснований:  ZnO;   AI₂O₃

7)      Безразличные (несолеобразующие), которые  не реагируют ни с кислотами, ни с основаниями. Солей не образуют: NO;  N₂O;  CO

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:

а) основные оксиды – твердые вещества разного цвета, с различной растворимостью в воде

б) кислотные оксиды – твердые или газообразные вещества с различной растворимостью в воде

в) амфотерные оксиды  - твердые вещества  разног цвета, практически не растворимые воде

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:   (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

1.      Основных:

 1)  Основные оксиды взаимодействуют с кислотами, получаются соль и вода:

       2)  Оксиды активных металлов взаимодействуют с водой  с образованием щёлочи:

       3)  Реагируют с кислотными оксидами:

2.      Кислотных:

1)      Кислотные оксиды взаимодействуют с растворимыми основаниями, получаются соль и вода:

2)        Большинство кислотных оксидов взаимодействуют с водой с образованием кислоты:                        

3)       Менее летучие кислотные оксиды вытесняют более летучие из их солей:               

                   СаСО₃    +   SiO₂  →  СаSiО₃  + СО₂↑

3.      Основные и кислотные оксиды взаимодействуют между собой с образованием соли:

4.  Амфотерных         1) Реагируют с кислотами, проявляя свойства оснований:

                                      2) Реагируют с основаниями, проявляя свойства кислот:

 ОСНОВАНИЯ   (гидроксиды)

ОСНОВАНИЯ  – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и связанных с ними одного или нескольких гидроксид – ионов (ОН^-)

С точки зрения теории электролитической диссоциации, основания – это электролиты, при диссоциации которых в растворах образуются катионы металлов  и анионы гидроксид – ионов (ОН^-)

1.      КЛАССИФИКАЦИЯ:

1)      Растворимые в воде основания (щелочи):   LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH -  очень хорошо растворяются в воде;    Bа(OH)₂  хорошо растворяется,      Са(ОН)₂    малорастворим

2)      Амфотерные основания – особая группа, проявляют свойства слабых кислот и оснований:      AI(OH)₃    Be(OH)₂     Zn(OH)₂

3)      Нерастворимые в воде  основания:      Cu(OH)₂    Fe(OH)₂     Zn(OH)₂ 

4)       По силе электролита (ɑ - степень диссоциации, % - это отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул)

Сильные: NaOH  KOH   Ва(OH)₂  (>80);    Са(ОН)₂    LiOH   Sr(ОН)₂    (>20)

Слабые: NH₄OH  (< 2)

Очень слабые электролиты: нерастворимые в воде  (< 0,1)

2.      СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ: (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

1)      растворимых в воде оснований:

а) действие воды   на щелочные и щелочноземельные металлы:

б) действие воды на оксиды щелочных и щелочноземельных металлов:

2)      нерастворимых в воде оснований и амфотерных гидроксидов:

а) действие щелочей на растворимы соли:

3.      ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:

1)      Растворимые основания (щелочи) – твердые вещества, хорошо растворимые в воде

2)      Нерастворимые основания – твердые вещества разного цвета, практически не растворимые в воде или малорастворимые

3)      Амфотерные гидроксиды - твердые вещества разного цвета, практически не растворимые в воде или малорастворимые

4.      ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

1)      Растворимые основания (щелочи):

а) реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

б) реагируют с кислотными  или амфотерными оксидами, образуя соль и воду:

в) реагируют с растворимыми солями, образуя нерастворимое основание:

г) реагируют с простыми веществами (металлами и неметаллами):

                2) Нерастворимые основания:

а) реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

б) при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду:

                3) Амфотерные гидроксиды:

а) реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

б) реагируют с щелочами, образуя соль и воду:

в) при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду:

Изменение цвета различных индикаторов

Индикатор	Цвет индикатора в среде
	кислой	щелочной	нейтральной
Лакмус	Красный	Синий	Фиолетовый
Фенолфталеин	Бесцветный	Малиновый	Бесцветный
Метиловый  оранжевый	Розовый	Желтый	Оранжевый

КИСЛОТЫ

КИСЛОТАМИ  называются сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотных остатков

С точки зрения теории электролитической диссоциации, кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в растворах образуются катионы водорода и анионы кислотных остатков

Название кислоты	Формула кислоты	Кислотный остаток и его валентность
Соляная кислота (хлороводородная)	HCI	CI-
Бромоводородная	HBr	Br-
Азотная кислота	HNO3	NO3-
Азотистая кислота	HNO2	NO2-
Серная кислота	H2SO4	SO42-
Сернистая кислота	H2SO3	SO32-
Угольная кислота	H2СO3	СO32-
Кремниевая кислота	H2SiO3	SiO32-
Сероводородная кислота	H2S	S2-
Фосфорная кислота	H3РO4	РO43-

1.       КЛАССИФИКАЦИЯ КИСЛОТ

По составу кислоты делятся:
Бескислородные HI  HCI  HBr  HF   H2S		Кислородсодержащие HNO3 H2SO4 H2СO3 H3РO4
По числу содержащихся в кислотах  атомов водорода:
Одноосновные HNO3 HI  HCI  HBr  HF	Двухосновные H2SO4 H2СO3 H2SiO3		Трехосновные H3РO4
По силе электролита (степень диссоциации, %)
Сильные:   HNO3 HCI HBr (>  80 – 90) H2SO4 (> 50)	Средней силы: H3РO4  H2SO3 HF (< 50)		Слабые: H3РO3  СН3СООН  HNO2  (< 2) Очень слабые: H2S   H2СO3(< 1)

2.      ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОТ: (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

1)      Взаимодействие металлов с неметаллами:

2)      Взаимодействие кислотных оксидов с водой:

3)      Взаимодействие сильных кислот с солями более слабых кислот:

3.      ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:

Кислоты – жидкие или твердые вещества, большинство   хорошо растворяются в воде

4.      ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

1)      Реакции с металлами (кроме Рb), которые стоят в электрохимичеком ряду напряжения до водорода:

а) для концентрированных HNO₃ и H₂SO₄ реакция идет иначе:

б) для разбавленной  HNO₃ и концентрированной H₂SO₄ реакции с неметаллами:

           2)  Реакции с основными и амфотерными оксидами:

           3) Реакции с растворимыми и нерастворимыми основаниями:

           4) Реакции с солями, если образуется газ или осадок:

           5) Некоторые кислоты при нагревании разлагаются:

СОЛИ

СОЛИ – сложные вещества, состоящие из атомов металлов и кислотных остатков

1.      КЛАССИФИКАЦИЯ:

1)      Средними или нормальными солями называют соли, которые образуются при замещении атомами металлов всех атомов водорода в молекулах кислот:    Na₃РO₄     Li₂SO₄      K₂SiO₃

      С точки зрения теории электролитической диссоциации, средние соли – это электролиты,

      в  растворах и расплавах которых,  образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков,                       

       например:   фосфат калия -    К₃РO₄  →   3К⁺  +  РO₄^3-

2)      Кислые соли – продукт неполного замещения атомов водорода в кислотах на атомы металлов

С точки зрения теории электролитической диссоциации, кислые  соли – это электролиты, в  растворах и расплавах которых образуются катионы металлов и водорода и анионы кислотных остатков, кислые соли диссоциируют ступенчато,

например: гидрокарбонат калия   -  1 ступень:  КНСО₃ → К⁺  + НСО₃^- ;   

                                                               2 ступень:    НСО₃^-    →  Н⁺ +  СО₃^2-    

3)      Основные соли – продукты неполного замещения гидроксогрупп в основании на кислотные остатки.

С точки зрения теории электролитической диссоциации, основные  соли – это электролиты, в  растворах и расплавах которых образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков и гидроксогрупп. Основные соли часто малорастворимые воде  и диссоциируют незначительно, их диссоциация происходит ступенчато: 

гидроксохлорид магния  -     1 ступень: MgOHCI  →  MgOH⁺  + CI^-

                                                2 ступень: MgOH⁺   →     Mg²⁺  +    OH^-

4)      Двойные соли   - (фосфатдикалия – натрия)  К₂NaPO₄ – продукт замещения атомов водорода в кислотах атомами различных металлов. Двойные соли диссоциируют как средние соли, только при их диссоциации  образуются катионы двух металлов,

например:  фосфат калия динатрия   КNa₂PO₄  →  К⁺   + 2Na⁺   + PO₄^3-

2.      ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:

Твердые кристаллические вещества, различного цвета, с различной растворимостью в воде

3.      СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ:

1)      Из металлов: (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

             а) металл + неметалл:            б) металл + кислота:                   в) металл + соль:

2) Из оксидов:

   а) основной оксид + кислота:  б) кислотный оксид + щелочь:  в) основной оксид + кислотный оксид:

3) Реакций нейтрализации: основание + кислота:

4) Из солей:     а)  соль + соль:                б) соль + щелочь:                  в) соль + кислота: 

  4.  ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: (запишите  уравнениями реакций самостоятельно)

       1) Две соли реагируют между собой, если   образуется хотя бы одна нерастворимая соль 

       2) Растворимые соль реагируют со щелочами, если   образуется нерастворимое основание

       3) Соли реагируют с кислотами, если образуется газ или осадок

       4) Растворимые соли реагируют с металлами в том случая, когда металл, входящий в состав  соли             имеет меньшую химическую активность (для этой реакции не используют  щелочные и щелочно-земельные металлы, так как они реагируют с водой)

      5) Некоторые соли при нагревании разлагаются

      6) Соли летучих кислотных оксидов реагируют с нелетучими кислотными оксидами