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.

 

		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 металлов в степенях окисления  +2 или +3, которым соответствуют амфотерные гидроксиды) ZnO, Al2O3, Cr2O3, BeO, Fe2O3 и др.

(оксиды неметаллов SO3, CO2, P2O5,  и оксиды металлов в степенях окисления больше, чем +4, которым соответсвуют кислоты) CrO3, Mn2O7 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)Таблица Менделеева.doc

Основный оксид + вода = основание

Na₂O + H₂O = 2NaOH

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

2.     Взаимодействие с кислотами:

Основный оксид + кислота = соль + вода    анимация 1.ppt

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;

                              метаалюминат натрия.doc

Al₂O₃ + 2NaOH  + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄];

                                             тетрагидроксоалюминат натрия.doc

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 слева от водорода в ряду напряжений.doc

Металл + кислота = соль + Н₂↑

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑;анимация 2.ppt

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; анимация 3.ppt

Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

4.     Взаимодействие с солями более слабых или летучих кислот.doc:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O;

2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl↑

     ^{(ТВ.)         (КОНЦ.)}

5.     Действие на индикаторы (видео\действие кислоты на индикаторы.avi)

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.
видео\действие щелочей на индикаторы.avi	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/

2.     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