Примеры решения заданий
Основные соли
Основные соли образуют основания (слабые электролиты), содержащие две и большее число гидроксогрупп. Основные соли, как и соответствующие основания, малорастворимы в воде.
В формулах основных солей записывают сначала ионы металла, затем гидроксогруппу и далее – ионы кислотного остатка. При составлении формул основных солей учитывают электронейтральность молекул.
Cu2+, OH-, SO42- проставляют заряды ионов, считают их сумму 2 – 1 - 2 ¹ 0 | (CuOH)SO4 в скобки заключают ионы металла и ОН– | (CuOH)+SO42- считают суммарный заряд иона в скобках 2 – 1 = +1 | (CuOH)2SO4 записывают формулу соли, используя индексы |
Название основной соли образуют добавлением к аниону приставки "гидроксо" с указанием количества гидроксогрупп. Например: FeOHCl2 – гидроксохлорид железа (III), Fe(OH)2Cl – дигидроксохлорид железа (III).
Способы получения – взаимодействие:
· основания с недостатком кислоты –
2 Cu(OH)2↓ + H2SO4 = (CuOH)2SO4↓+ 2 H2O
· кислотного оксида с избытком основания –
CO2 + 2 Cu(OH)2↓ = (CuOH)2CO3↓ + H2O
· нормальной соли и основания –
NiSO4 + Ni(OH)2↓ = (NiOH)2SO4↓
2 NiSO4 + 2 NaOH = (NiOH)2SO4↓ + Na2SO4.
Основную соль можно перевести в среднюю, если подействовать на нее кислотой:
(NiOH)2SO4↓ + H2SO4 = 2 NiSO4 + 2H2O
(NiOH)2SO4↓ + 2 HCl = NiSO4 + NiCl2 + 2H2O.
Пример 1. Составьте формулы веществ из предложенных ионов:
H+NO3+; Na+OH–; H+SO42–; Ba2+SO32–; Cr3+OH–; Fe3+SO42–.
При составлении формул соединений следует руководствоваться правилом электронейтральности формул, то есть сумма степеней окисления всех атомов (или зарядов всех ионов) в формуле должна быть равна нулю.
При написании формул соединений степени окисления атомов (заряды ионов) приписывают как индексы крест накрест, (заряды большинства ионов указаны в таблице растворимости):
H+NO3+ единицы не указывают, следовательно формула будет HNO3
1 1
Na+OH– NaOH;
1 1
H+SO42– H2SO4;
2 1
при возможности индексы сокращают:
Ba2+SO32– BaSO3;
2 2
Если ион сложный (состоит из нескольких элементов) его следует заключить в скобки:
Cr3+OH– Cr(OH)3;
1 3
Fe3+SO42– Fe2(SO4)3
2 3
Пример 2. Укажите характер (кислотный, основный, амфотерный) оксидов: СаO; SO2; Al2O3; CrO3; ZnO.
СаO – основный оксид – оксид металла в низкой степени окисления (+2).
SO2 – кислотный оксид – оксид неметалла.
Al2O3 – амфотерный оксид – оксид металла в степени окисления (+3).
CrO3 – кислотный оксид – оксид металла в высокой степени окисления (+6).
ZnO – амфотерный оксид – оксид металла в степени окисления (+2) – одно из исключений.
Пример 3. Составьте формулы гидроксидов, соответствующие предложенным оксидам:
NiO, CO2, ZnO, V2O5.
NiO – основный оксид, следовательно в качестве гидроксида ему соответствует основание, в формуле основания количество гидроксогрупп равно степени окисления элемента: Ni(OН)2.
CO2 – кислотный оксид, ему соответствует кислота: CO2 + Н2О = H2CO3.
ZnO – амфотерный оксид, следовательно ему соответствует амфотерный гидроксид Zn(OH)2, который также можно записать и в кислотной форме H2ZnO2.
V2O5 – кислотный оксид, ему соответствует кислота:
V2O5 + Н2О = (H2V2O6) = 2 HVO3.
Пример 4. Напишите уравнения возможных реакций взаимодействия предложенных оксидов с водой: СаO; SO2; Al2O3; Li2O; Mn2O7.
СаO – основной оксид, оксид щелочноземельного металла (II группа А подгруппа), взаимодействует с водой образованием основания (щелочи):
СаO + H2O = Ca(OH)2
SO2 – кислотный оксид, взаимодействует с водой с образованием кислоты:
SO2 + H2O = H2SO3
Al2O3 – амфотерный оксид, с водой не взаимодействует.
Li2O – основной оксид, оксид щелочного металла, взаимодействует с водой образованием основания:
Li2O + H2O = 2 LiOH
Mn2O7 – кислотный оксид, взаимодействует с водой с образованием кислоты
Mn2O7 + H2O = (H2Mn2O8) = 2 HMnO4
Пример 5. Напишите уравнения реакций взаимодействия NaOH и H2SO4 с предложенными оксидами: SO3, NiO, Al2O3
При написании уравнений реакции следует учесть, что кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями, а основные оксиды – с кислотами, амфотерные оксиды взаимодействуют и с кислотами (проявляя основные свойства) и с основаниями (проявляя кислотные свойства).
SO3 – кислотный оксид – с кислотами не взимодействует, взаимодействует с основаниями:
+ SO3 + 2 NaOH = Na2SO4 + H2O
H2O
H2SO4
(при написании формулы соли, для определения кислотного остатка следует составить формулу кислоты, соответствующей кислотному оксиду).
NiO – основный оксид – с основаниями не взаимодействует, взаимодействует с кислотами:
NiO + 2 HNO3 = Ni(NO3)2 + H2O
Al2O3 – амфотреный оксид, взаимодействует с кислотами:
Al2O3 + 6 HNO3 = 2 Al(NO3)3 + 3 H2O
и с основаниями (при написании формулы соли, для определения кислотного остатка также составим формулу кислоты, соответствующей амфотерному оксиду):
+Al2O3 + 2 NaOH = NaAlO2 + H2O
H2O
H2Al2O4 - HAlO2
Пример 6. Напишите уравнения возможных реакций взаимодействия HNO3, Cd(OH)2, Sn(OH)2 с H2SO4 и NaOH.
HNO3 – кислота: с кислотами не взаимодействует, реагирует с основаниями, с образованием соли и воды:
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
Cd(OH)2 – основание: с основаниями не взаимодействует, взаимодействует с кислотами, продуктами реакции являются соль и вода:
Cd(OH)2 + H2SO4 = CdSO4 + 2 Н2О
Sn(OH)2 – амфотерный гидроксид реагирует с кислотами, проявляя основный характер:
Sn(OH)2 + H2SO4 = SnSO4 + 2 Н2О
и с основаниями, проявляя кислотный характер (для написания формулы полученной соли удобно записать амфотерный гидроксид в форме кислоты):
Sn(OH)2 + 2 NaOH = Na2SnO2 + 2 H2O
H2SnO2
Пример 7. Напишите уравнения возможных реакций взаимодействия солей FeCl3, K3PO4, NaHCO3, (CuOH)2SO4 с NaOH и H2SO4.
Соли способны взаимодействовать с кислотами и основаниями, вступая в реакции ионного обмена, протекание которых возможно, если в качестве продукта реакции образуется малорастворимое соединение, слабый электролит или газ:
FeCl3 + 3 NaOH = Fe(OH)3 ↓+ 3 NaCl
Реакция возможна, так как образуется малорастворимое соединение Fe(OH)3.
FeCl3 + H2SO4 ≠
Реакция невозможна, так как в результате ее можно было ожидать образование Fe2(SO4)3 и HCl: оба вещества растворимы и являются сильными электролитами.
K3PO4 + NaOH ≠
Реакция невозможна, так как в результате ее можно было ожидать образование KOH и Na3PO4: оба вещества растворимы и являются сильными электролитами.
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Реакция взаимодействия кислой соли и основания возможна, она приводит к образованию средней соли и воды (слабый электролит).
2 NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2CO3 (H2O + CO2)
Реакция взаимодействия кислой соли и кислоты возможна, она приводит к образованию слабой, неустойчивой кислоты H2CO3 и средней соли.
(CuOH)2SO4 + 2 NaOH = 2 Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
Реакция взаимодействия основной соли и основания (щелочи) возможна, она приводит к образованию нерастворимого основания Cu(OH)2 и средней соли.
(CuOH)2SO4 + H2SO4 = 2 CuSO4 + 2 H2O
Реакция взаимодействия основной соли и кислоты возможна, она приводит к образованию средней соли и воды (слабый электролит).
Пример 8. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить предложенные превращения.
Для каждого этапа превращения следует подобрать реагент так, чтобы реакция соответствовала условиям протекания обменных реакций.
При этом следует учитывать:
· чтобы ввести в состав продукта ионы OH–, например, для превращения ZnSO4 ® Zn(OH)2, следует добавить щелочь (NaOH, KOH или др.);
· чтобы ввести в состав продукта ионы Н+, например, для превращения NaHCO3 ® H2CO3, следует добавить кислоту (HCl, HNO3, H2SO4 или др.);
· для связывания (удаления) ионов Н+, например, для превращения H2CO3 ® Na2CO3 к исходному веществу следует добавить щелочь;
· для связывания (удаления) ионов OH–, например, для превращения (ZnOH)2SO4 ® ZnSO4 к исходному веществу следует добавить кислоту;
· амфотерные гидроксиды можно записывать в кислотной форме, например,
Zn(OH)2 (H2ZnO2) ® Na2ZnO2 (для данного превращения требуется добавление щелочи, для связывания ионов Н+).
(ZnOH)2SO4 ® ZnSO4 ® Zn(OH)2 ® Na2ZnO2
(ZnOH)2SO4 + H2SO4 = 2 ZnSO4 + 2 H2O
ZnSO4 + 2 NaOH = Zn(OH)2 ↓ + Na2SO4
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2 H2O
H2ZnO2
NaHCO3 ® H2CO3 ® Na2CO3
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2CO3
(слабая кислота)
H2CO3 + 2 NaOH = Na2CO3 + 2 H2O