• 1. Основные классы неорганических соединений
  • 1.1. Оксиды
  • 1.2. Основания
  • 1.3. Кислоты
  • 1.4. Соли
  • 2. IА-группа
  • 2.1. Получение и химические свойства щелочных металлов
  • 2.2. Получение и химические свойства соединений щелочных металлов
  • 3. IIА-группа
  • 3.1. Получение и химические свойства простых веществ
  • 3.2. Получение и химические свойства соединений
  • 4. IIIА-группа
  • 4.1. Химические свойства бора и его соединений
  • 4.2. Химические свойства алюминия и его соединений
  • 5. IVA-группа
  • 5.1. Свойства углерода и его соединений
  • 5.2. Получение и свойства кремния и его соединений
  • 5.3. Получение и свойства соединений олова и свинца
  • 6. VA-группa
  • 6.1. Получение и свойства азота и его соединений
  • 6.2. Получение и свойства фосфора и его соединений
  • 7. VIA-группа
  • 7.1. Кислород и его соединения
  • 7.2. Сера и ее соединения
  • 8. VIIA-группa
  • 8.1. Водород и его соединения
  • 8.2. Вода
  • 8.3. Фтор и его соединения
  • 8.4. Хлор и его соединения
  • 8.5. Бром, иод и их соединения
  • 9. d-Элементы
  • 9.1. Хром и его соединения
  • 9.2. Марганец и его соединения
  • 9.3. Железо и его соединения
  • 9.4. Медь и ее соединения
  • 9.5. Серебро и его соединения
  • 9.6. Цинк и его соединения
  • II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

    1. Основные классы неорганических соединений


    1.1. Оксиды

    Оксиды – сложные вещества, состоящие из атомов кислорода в степени окисления -2 и атомов другого элемента.


    Номенклатура: Fe2O3 – оксид железа(III), Cl2O – оксид хлора(I).

    Классификация оксидов

    Несолеобразующие (безразличные) оксиды: CO, SiO, NO, N2O.

    Солеобразующие оксиды:

    основные – оксиды металлов в степени окисления +1, +2,

    амфотерные – оксиды металлов в степени окисления +2, +3, +4,

    кислотные – оксиды металлов в степени окисления +5, +6, +7 и

    оксиды неметаллов в степени окисления +1 – +7.

    Получение оксидов

    Горение простых веществ:

    С + O2 = CO2

    2Са + O2 = 2СаО

    Горение (обжиг) сложных веществ:

    CH4 + 2O2 = CO2 + 2Н2O

    4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

    Разложение сложных веществ:

    CaCO3 >t> СаО + CO2

    2Fe(OH)3 >t> Fe2O3 + ЗН2O

    Химические свойства оксидов

    Основным оксидам (Na2O, CaO, CuO, FeO) соответствуют основания.

    СаО + Н2O = Са(OH)2 (растворимы оксиды металлов IA– и IIА-групп, кроме Be, Mg)

    CuO + Н2O ? (оксиды остальных металлов нерастворимы)

    СаО + CO2 = CaCO3

    СаО + 2HCl = CaCl2 + Н2O

    Кислотным оксидам (CO2, Р2O5, СrO3, Mn2O7) соответствуют кислоты.

    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 оснований

    Получение щелочей:

    2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2

    Na2O + Н2O = 2NaOH

    Получение нерастворимых и амфотер-ных оснований:

    FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2v + Na2SO4

    AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3v + 3NaCl

    Свойства щелочей:

    NaOH > Na+ + OH? (? = 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)2v + 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? (? << 1);

    FeOH+ - Fe2+ + OH? (? << 1)

    Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O

    Fe(OH)2 >t> FeO + H2O

    Свойства амфотерных оснований:

    Al3++ ЗOH? + Н2O - Al(OH)3v + 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 кислот

    CO2 + Н2O = Н2CO3 (кроме SiO2)

    Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3v

    H2 + Cl2 = 2HCl

    Химические свойства кислот

    HCl > H+ + CI? (? =1) (лакмус – красный)

    CH3COOH - CH3COO? + H+ (? << 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 = AgClv + 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 солей

    Na2HPO4 – 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 + 2AgClv

    Химические свойства солей

    NaHCO3 > Na+ + HCO3? (? = 1)

    HCO3? - H+ + CO32- (? << 1)

    MgOHCl > MgOH+ + CI? (? = 1)

    MgOH+ - Mg2+ + OH? (? << 1)

    NaHSO4 > Na+ + Н+ + SO4? (? = 1)

    CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 (Fe до Cu в ряду напряжений)

    Pb + ZnCl2 ? (Pb после Zn в ряду напряжений)

    CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2v + Na2SO4 (осадок)

    CuSO4 + H2S = CuSv + H2SO4 (осадок)

    CuSO4 + BaCl2 = BaSO4v + CuCl2 (осадок)

    Разложение некоторых солей при нагревании

    Ca(HCO3)2 >t> CaCO3v + 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 соединений

    Металл - 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 >800?С> 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.

    NaOH > Na+ + OH? (? ? 1)

    2NaOH + CO2 = Na2CO3 + Н2O

    2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

    2NaOH + Zn + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2

    2NaOH + ZnO >t> Na2ZnO2 + H2O

    NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]

    3NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3v + 3NaCl

    Гидриды. Гидриды щелочных металлов – восстановители.

    NaH + Н2O = NaOH + Н2

    NaH + HCl = NaCl + H2

    NaH + Cl2 >t> NaCl + HCl

    Пероксиды и надпероксиды. Являются окислителями.

    Na2O2 + 2Н2O = 2NaOH + H2O2

    Na2O2 + 2HCl = 2NaCl + H2O2

    2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

    Na2O2 + 2KI + 2H2SO4 = Na2SO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O

    Na2O2 + CO >t> Na2CO3

    2KO2 + 2H2O = 2KOH + H2O2 + O2

    2KO2 + CO >t> K2CO3 + O2

    Соли. Хорошо растворяются в воде. Соли лития окрашивают пламя горелки в карминово-красный цвет, соли натрия – в желтый цвет, соли калия – в светло-фиолетовый цвет. Соли щелочных металлов со слабыми кислотами гидролизуются, создавая щелочную среду.

    Na2CO3 + H2O - NaHCO3 + NaOH

    2Na+ + CO32- + H2O - CO3? + OH? + 2Na+

    CO32- + H2O - CO3? + OH?

    3. IIА-группа

    Элементы IIА-группы имеют электронную формулу ns2. Все они являются металлами, сильными восстановителями, несколько менее активными, чем щелочные металлы. Для них характерна степень окисления +2 и валентность II. Щелочноземельные металлы: Са, Sr, Ba, Ra. В природе элементы IIА-группы находятся в виде солей: сульфатов, карбонатов, фосфатов, силикатов. Элементы IIА-группы представляют собой легкие серебристые металлы, более твердые, чем щелочные металлы.

    3.1. Получение и химические свойства простых веществ

    Элементы IIА-группы – менее активные восстановители, чем щелочные металлы. Их восстановительные свойства увеличиваются от бериллия к радию. Кислород воздуха окисляет Са, Sr, Ba, Ra при обычной температуре. Mg и Be покрыты оксидными пленками и окисляются кислородом только при нагревании:

    CaCl >электролиз расплава> Са + Cl2

    2Са + O2 >t> 2СаО

    2Mg + O2 >t> 2MgO

    Са + Cl2 = CaCl2

    Са + Н2 >t> СаН2

    Са + 2С >t> СаС2

    Са + 2Н2O = Са(OH)2 + H2^

    Mg + 2Н2O(хол.) ?

    Mg + 2Н2O(гор.) >t> Mg(OH)2 + H2^

    Mg + 2HCl = MgCl2 + H2^

    4Mg + 10HNO3(pазб.) = 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

    3.2. Получение и химические свойства соединений

    Оксиды

    Оксид бериллия – амфотерный оксид. Оксид магния – нерастворимый основный оксид. Оксид кальция – растворимый основный оксид.

    CaCO3 >t> СаО + CO2

    2Са + O2 >t> 2СаО

    ВеО + Н2O ?

    ВеО + 2HCl = ВeCl2 + Н2O

    ВеО + 2NaOH >t> Na2BeO2 + Н2O

    MgO + Н2O ?

    MgO + 2HCl = MgCl2 + Н2O

    MgO + NaOH ?

    СаО + Н2O = Са(OH)2

    СаО + CO2 = CaCO3

    СаО + 2HCl = CaCl2 + Н2O

    Гидроксиды

    Гидроксид бериллия – амфотерное основание. Гидроксид магния – нерастворимое основание. Гидроксиды щелочноземельных металлов – щелочи.

    Ве(OH)2v + 2HCl = ВeCl2 + 2Н2O

    Ве(OH)2v + 2NaOH = Na2[Be(OH)4]

    Ве(OH)2 >t> ВеО + Н2O

    Mg(OH)2v+ 2HCl = MgCl2 + 2Н2O

    Mg(OH)2v + NaOH ?

    Mg(OH)2 >t> MgO + H2O

    Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O

    Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3v + H2O

    Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4v + 2H2O

    Гидриды

    Имеют восстановительные свойства.

    СаН2 + 2Н2O = Са(OH)2 + 2Н2

    СаН2 + 2HCl = CaCl2 + 2Н2

    Пероксиды

    ВaO2 + 2Н2O = Ва(OH)2 + Н2O2

    ВaO2 + 2HCl = ВaCl2 + Н2O2

    2ВaO2 + 2CO2 = 2ВaCO3 + O2

    Соли

    Содержание ионов Са2+ и Mg2+ обуславливает жесткость воды: временную, если есть гидрокарбонаты Са и Mg, и постоянную, если в воде есть хлориды или сульфаты Са и Mg.

    CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3v + 2NaCl

    Са(HCO3)2 + Са(OH)2 = 2CaCO3v + 2Н2O

    Са(HCO3)2 >t> CaCO3v + Н2O + CO2^

    CaCO3v + H2O + CO2 = Са(HCO3)2

    CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + Н2O + CO2^

    4. IIIА-группа

    Элементы IIIА-группы имеют электронную формулу ns2np1. Они являются значительно менее активными восстановителями, чем щелочноземельные металлы. Для них характерна степень окисления +3 и валентность III. В группе сверху вниз возрастают металлические свойства элементов, увеличиваются восстановительные свойства их атомов. Увеличиваются основные свойства гидроксидов и уменьшаются их кислотные свойства.

    Соединения Тl3+ являются сильными окислителями и восстанавливаются до соединений Тl+.

    4.1. Химические свойства бора и его соединений

    4В + 3O2 >t> 2В2O3

    В2O3 + ЗН2O = 2Н3ВO3

    Н3ВO3 >t> HBO2 >t> Н2В4O7 >t> В2O3

    3ВO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7H2O

    Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = Na2SO4 + 4Н3ВO3

    B(OH)3 + 3C2H5OH >H2SO4(конц.)> B(OC2H5)3 + 3H2O

    4.2. Химические свойства алюминия и его соединений

    2Al2O3 >электролиз расплава> 4Al + 3O2

    4Al + 3O2 = 2Al2O3 (металл покрыт оксидной пленкой)

    2Al + 6Н2O = 2Al(OH)3 + ЗН2 (без оксидной пленки)

    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + ЗН2

    2Al + 2NaOH + 6Н2O = 2Na[Al(OH)4] + ЗН2

    8Al + 3Fe3O4 >t> 9Fe + 4Al2O3

    Оксид алюминия – амфотерный оксид

    Al2O3 + Н2O ?

    Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + ЗН2O

    Al2O3 + 2NaOH >t> 2NaAlO2 + Н2O

    Гидроксид алюминия – амфотерный гидроксид.

    AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3v + 3NH4Cl

    AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3v + 3NaCl

    Al(OH)3v + NaOH = Na[Al(OH)4]

    Al(OH)3v + 3HCl = AlCl3 + 3H2O

    2Al(OH)3 >t> Al2O3 + 3H2O

    Соли алюминия гидролизуются. Некоторые из них (Al2S3, Al2(CO3)3) полностью разлагаются водой.

    Al2S3 + 6Н2O = 2Al(OH)3v + 3H2S^

    Al2(CO3)3 + ЗН2O = 2Al(OH)3v+ 3CO2^

    5. IVA-группа

    Элементы IVA-группы имеют электронную формулу ns2np2. Углерод и кремний являются неметаллами, германий, олово, свинец – металлами. Для элементов характерны степени окисления +4, +2, 0, -4 и валентность IV. В возбужденном состоянии атомы имеют конфигурацию ns1nps, в этом состоянии для них характерна sp3-гибридизация.

    5.1. Свойства углерода и его соединений

    Характерные степени окисления углерода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Свойства углерода

    2С + O2(недостаток) >t> 2CO

    С + O2(избыток) >t> CO2

    С + CO2 >t> 2CO

    С + CuO >t> Cu + CO

    4С + Fe3O4 >t> 3Fe + 4CO

    ЗС + СаО >t> СаС2 + CO

    2С + Са >t> СаС2

    ЗС + 4Al >t> Al4С3

    С + 4НNO3(конц.) >t> CO2 + 4NO2 + 2Н2O

    Свойства оксида углерода (II) – угарного газа

    2CO + O2 >t> 2CO2

    ЗCO + Fe2O3 >t> 2Fe + ЗCO2

    CO + CuO >t> Cu + CO2

    CO + H2O >t, катализатор> CO2 + Н2

    CO + NaOH >t, p> HCOONa

    Свойства оксида углерода(IV) – углекислого газа

    CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + Н2O + CO2^

    CaCO3 >t> СаО + CO2

    CO2 + Н2O - Н2CO3 - H+ + HCO3? - 2Н+ + CO32-

    CO2 + Са(OH)2 = CaCO3v + Н2O

    CO2 + Н2O + CaCO3v = Са(HCO3)2

    CO2 + 2Mg >t> С + 2MgO

    Свойства карбонатов и гидрокарбонатов

    NaOH + CO2 = NaHCO3

    2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

    Са(HCO3)2 >100 °C> CaCO3v + Н2O + CO2^

    CaCO3 >1000 °C> СаО + CO2

    2NaHCO3 >t> Na2CO3+ Н2O + CO2^

    NaHCO3+ CH3COOH = CH3COONa + Н2O + CO2^

    CaCO3 + Н2O + CO2 = Са(HCO3)2

    Са(HCO3)2 + Са(OH)2 = CaCO3v + 2Н2O

    Na2CO3 + H2O - NaHCO3 + NaOH

    NaHCO3 + (Н2O) - NaOH + (Н2O) + CO2

    Свойства карбидов

    СаС2 + 2Н2O = Са(OH)2 + С2Н2

    Al4С3 + 12HCl = 4AlCl3 + ЗCH4

    5.2. Получение и свойства кремния и его соединений

    Простое вещество

    SiO2 + 2Mg >t> Si + 2MgO

    Si + O2 >t> SiO2

    Si + 2F2 = SiF4^

    Si + 2Mg >t> Mg2Si

    Si + 2KOH + 2H2O = K2SiO3 + 2H2

    Силан SiH4

    Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + SiH4^

    SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2Н2O (самовоспламенение на воздухе)

    Оксид кремния (IV)

    SiO2 + H2O ?

    SiO2 + 2NaOH >t, сплавление> Na2SiO3 + Н2O

    SiO2 + 6HF = H2[SiF6] + 2H2O

    Кремниевая кислота и силикаты. Кремниевая кислота имеет полимерное строение и состав xSiO2 • yH2O. H2SiO3 – условная формула, такого соединения не выделено.

    Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3v + 2NaCl

    Na2SiO3 + 2Н2O + 2CO2 = 2NaHCO3 + H2SiO3v

    H2SiO3 >t> SiO2 + H 2O

    5.3. Получение и свойства соединений олова и свинца

    Гидроксиды олова и свинца имеют амфо-терные свойства. При этом в степени окисления элемента +2 в гидроксидах преобладают основные свойства, а в степени окисления +4 – кислотные. Соединения Sn2+ имеют восстановительные свойства, а соединения РЬ4+ – окислительные:

    SnCl2 + 2NaOH = Sn(OH)2v + 2NaCl

    Sn(OH)2v + 2HCl = SnCl2 + 2H2O

    Sn(OH)2v + 2NaOH = Na2[Sn(OH)4]

    SnCl4 + 4NH4OH = H2SnO3v + 4NH4Cl + H2O

    H2SnO3v + 2NaOH + H2O = Na2[Sn(OH)6]

    H2SnO3v + 4HCl = SnCl4 + 3H2O

    SnCl2 + 2FeCl3 = 2FeCl2 + SnCl4

    PbO2 + 4HCl = PbCl2 + Cl2^ + 2H2O

    6. VA-группa

    Элементы VA-группы имеют электронную формулу ns2nps. Азот, фосфор и мышьяк являются неметаллами, висмут и сурьма имеют металлические свойства. Наиболее характерные степени окисления: +5, +3, 0, -3. Оксиды Э2O5 имеют кислотные свойства, свойства оксидов Э2O3: кислотные – для N и Р, амфотерные – для As и Sb, основные – для Bi.

    6.1. Получение и свойства азота и его соединений

    Характерные степени окисления азота, соответствующие им электронные формулы, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Простое вещество

    NH4NO2 >t> N2 + 2H2O

    N2 + 6Li = 2Li3N

    N2 + 3Ca >t> Ca3N2

    N2 + O2 >t> 2NO

    Соединения азота (-3)

    N2 + ЗН2 >t, p, катализатор> 2NH3

    Ca3N2 + 6H2O = ЗСа(OH)2 + 2NH3

    2NH4Cl + Са(OH)2 >t> CaCl2 + 2NH3 + 2Н2O

    NH3 + Н2O - NH3 • Н2O - NH4+ + OH?

    NH3 + HCl = NH4Cl

    4NH3 + CuSO4 = [Cu(NH3)4]SO4

    2NH3 • H2O + AgCl = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

    4NH3 • H2O + Ag2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O

    4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

    4NH3 + 5O2 >Pt, t> 4NO + 6H2O

    2NH3 + 3CuO >t> 3Cu + N2 + 3H2O

    NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O

    NH4Cl >t> NH3 + HCl

    NH4NO2 >t> N2 + 2H2O

    (NH4)2CO3 >t> 2NH3 + H2O + CO2

    NH4NO3 >t> N2O + 2H2O

    NH4NO2 >t> N2 + 2H2O

    (NH4)2Cr2O7 >t> N2 + Cr2O3 + 4H2O

    Оксиды азота

    2N2O >t> 2N2 + O2

    2HNO2 = NO2 + NO + H2O

    2NO2 + Н2O(хол.) = HNO2 + HNO3

    2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

    3NO2 + H2O(rop.) = 2HNO3 + NO

    4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

    N2O3 = NO + NO2

    2N2O5 = 2NO2 + O2

    N2O5 + H2O = 2HNO3

    N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O

    Соединения азота (+3)

    Ba(NO2)2 + H2SO4(разб.) = BaSO4v + 2HNO2 (на холоду)

    NO2 + NO + H2O = 2HNO2 (на холоду)

    2HNO2 = NO2 + NO + H2O

    2HNO2 + 2HI = I2 + 2NO + 2H2O

    5NaNO2 + 3H2SO4 + 2KMnO4 = 2MnSO4 + 5NaNO3 + K2SO4 + 3H2O

    2NaNO2 + 2H2SO4 + 2KI = I2 + 2NO + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O

    Соединения азота (+5)

    N2 + 3H2 >t, p, катализатор> 2NH3

    4NH3 + 5O2 >Pt, t> 4NO + 6H2O

    2NO + O2 = 2NO2

    4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

    NaNO3 + H2SO4(конц.) = HNO3 + NaHSO4

    4HNO3 >hv > 4NO2 + O2 + 2H2O

    Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

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

    4Ca + 10HNO3(конц.) = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O

    4Са + 10HNO3(разб.) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

    HNO3(конц.) пассивирует на холоду Al, Fe, Cr.

    Fe + 6HNO3 (конц.) >t> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

    Fe + 4HNO3 (разб.) = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

    ЗР + 5HNO3(разб.) + 2Н2O = 3H3PO4 + 5NO

    S + 6HNO3 (конц.) = H2SO4 + 6NO2 + 3H2O

    2KNO3 >t> 2KNO2 + O2 (металлы до Mg в ряду напряжений)

    2Cu(NO3)2 >t> 2CuO + 4NO2 + O2 (металлы от Mg до Cu)

    2AgNO3 >t> 2Ag + 2NO2 + O2 (металлы после Cu в ряду напряжений)

    4Fe(NO3)2 >t> 2Fe2O3 + 8NO2 + O2

    6.2. Получение и свойства фосфора и его соединений

    Простое вещество 4 – белый фосфор, Р – красный фосфор)

    2Са3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 >t> Р4 + 6CaSiO3 + 10CO

    4Р + 5O2 >t> Р4О10

    Р4 + 6Са >t> 2Са3Р2

    Фосфин РН3

    Zn3P2 + 6HCl = 2PH3^ + 3ZnCl2

    Са3Р2 + 6Н2O = 2PH3^ + 3Ca(OH)2

    2РН3 + 2O2 = Н3PO4

    РН3 + HI= PH4I (на холоду)

    Фосфористая кислота Н3PO32РHO3 – двухосновная кислота)

    Р4O6 + 6Н2O = 4Н3PO3

    Н3PO3 + NaOH = NaH2PO3 + H2O (NaHPHO3 – кислая соль)

    Н3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 + H2O (Na2PHO3 – средняя соль)

    Фосфорные кислоты: метафосфорная НPO3n(PO3)n, где n = 3, 4), дифосфорная – Н4Р2O7, ортофосфорная – Н3PO4.

    Р4 + 5O2 = Р4О10

    Р4О10 >Н2O, 0 °C> НPO3  >Н2O, 20 °C> Н4Р2O7 >Н2O, 10 °C> Н3PO4

    Н3PO4 >t> Н4Р2O7 >t> НPO3

    Н3PO4 + NH3 = NH4H2PO4

    Н3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

    Н3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O

    Н3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O

    Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4

    Са3(PO4)2 + 2H2SO4 = Са(Н2PO4)2 + 2CaSO4

    2Са3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 >t> Р4 + 6CaSiO3 + 10CO

    7. VIA-группа

    VIA-группу образуют четыре неметалла: кислород, сера, селен, теллур, называемые халькогенами, и радиоактивный металл полоний. Атомы элементов VIA-группы имеют электронную формулу ns2np4. Для них характерны степени окисления -2, 0, +4, +6. У атома кислорода отсутствуют 2d-орбитали, поэтому его валентность равна двум. Наличие d-орбиталей у атомов других элементов позволяет им иметь валентности два, четыре или шесть.

    7.1. Кислород и его соединения

    Кислород – самый распространенный элемент земной коры. Кислород представляет собой газ без цвета, без вкуса, без запаха. Возможные степени окисления кислорода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Получение и свойства кислорода

    Кислород может быть получен при сжижении и разделении воздуха.

    2КMnO4 >t> К2MnO4 + MnO2 + O2

    2KClO3 >t> 2KCl + 3O2

    (NaOH) + 2Н2O >электролиз раствора> 2Н2 + O2

    O2 + 2F2 = OF2

    2Са + O2 = 2СаО

    S + O2 = SO2

    2Н2 + 5O2 = 4CO2 + 2Н2O

    4FeS2 + 11O2 >t> 2Fe2O3 + 8SO2

    4NH3 + 3O2 = 6Н2O + 2N2

    4NH3 + 5O2 >p, t, Pt> 4NO + 6Н2O

    Получение и свойства озона O3

    3O2 >hv> 2O3

    O3 = O2 + О

    KI + Н2O + O3 = I2 + 2KOH + O2

    Свойства пероксида водорода

    ВaO2 + H2SO4 = BaSO4v + Н2O2 (на холоду)

    2O2 >MnO2> 2Н2O + O2

    2KMnO4 + 3H2SO4 + 5Н2O2 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

    2KI + H2SO4 + H2O2 = I2 + K2SO4 + 2Н2O

    Н2O2 + O3 = 2O2 + Н2O

    7.2. Сера и ее соединения

    Характерные степени окисления серы, соответствующие им электронные формулы, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Чистая сера – хрупкое кристаллическое вещество желтого цвета. Сера имеет несколько модификаций: ромбоэдрическую и призматическую, также пластическую (аморфную). Аллотропия серы обусловлена различной структурой кристаллов, построенных из восьмиатомных молекул S8. В расплаве серы существуют молекулы S8, S6, в парах серы – молекулы S6, S4, S2.

    Получение и свойства серы

    FeS2 >t> FeS + S

    SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O

    S + O2 >t> SO2

    Fe + S >t> FeS

    Hg + S = HgS

    S + 6HNO3(конц.) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

    Получение и свойства соединений серы (-2)

    FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

    H2S - H+ + HS? - 2H+ + S2-

    2H2S + O2 (недостаток) = 2Sv + 2H2O

    2H2S + 3O2 (избыток) >t> 2SO2 + 2H2O

    2H2S + SO2 = 3Sv + 2H2O

    H2S + I2 = Sv+ 2HI

    5H2S + 3H2SO4 + 2KMnO4 = 5Sv + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

    3H2S + 4H2SO4 + K2Cr2O7 = 3Sv + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

    2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O

    Na2S + 2H2O - NaHS + NaOH

    Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3v + 3H2S^

    3Na2S + Cr2(SO4)3 + 6H2O = 2Cr(OH)3^ + 3H2S^+ 3Na2SO4

    Получение и свойства соединений серы (+4)

    S + О2 >t> SO2

    4FeS2 + 11O2 >t> 2Fe2O3 + 8SO2

    SO2 + Н2O - H2SO3 - Н+ + HSO3? - 2Н+ + SO32-

    Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + SO2^

    SO2 + NaOH = NaHSO3

    SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O

    H2SO3 + 2H2S = 3Sv + 3H2O

    2SO2 + O2 >p, t, Pt > 2SO3

    H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl

    5SO2 + 2H2O + 2KMnO4 = 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4

    Получение и свойства соединений серы (+6)

    4FeS2 + 11O2 >t> 2Fe2O3 + 8SO2

    2SO2 + O2 >p, t, V2O5> 2SO3

    H2O + SO3 = H2SO4

    H2SO4 + SO3 = H2SO • SO3 = H2S2O7 (олеум)

    H2S2O7 + H2O = 2H2SO4

    Fe + H2SO4 (разб.) = FeSO4 + H2

    Cu + H2SO4 (разб.) ?

    H2SO4(конц.) + H2O = H2SO • H2O + Q

    Концентрированная серная кислота пассивирует на холоду Al, Fe, Cr.

    2Fe + 6H2SO4 (конц.) >t> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6Н2O

    Cu + 2H2SO4 (конц.) >t> CuSO4 + SO2 + 2Н2O

    3Zn + 4H2SO4 (конц.) = 3ZnSO4 + S + 4H2O

    4Ca + 5H2SO4 (конц.) = 4CaSO4 + H2S + 4H2O

    2H2SO4 (конц.) + S >t> 3SO2 + H2O

    2H2SO4 (конц.) + С >t> 2SO2 + CO2 + 2H2O

    8. VIIA-группa

    Атомы галогенов, образующих VIIA-группу, имеют электронную конфигурацию ns2np5. Все галогены являются активными неметаллами, окислителями. Их активность уменьшается в ряду F > Cl > Br > I > At. Характерные степени окисления галогенов: -1, 0, +1, +3, +5, +7. Однако у фтора, наиболее активного неметалла, есть лишь степени окисления -1 и 0. F2 и Cl2 – газы, Br2 – жидкость, I2 – твердое вещество. С увеличением радиуса атомов галогенов растет объем их атомов и молекул, а также их поляризуемость. Это приводит к увеличению сил межмолекулярного взаимодействия (сил Ван дер Ваальса) и повышению температур плавления и кипения простых веществ.

    HF, HCl, HBr, HI при растворении в воде образуют кислоты (HF – слабую, HCl, HBr и HI – сильные). В HF имеются сильные водородные связи. В ряду HCl – HBr – HI сила кислот несколько увеличивается в связи с увеличением поляризуемости молекул, пропорциональной их объему.

    Электронная формула атома водорода 1s1. С галогенами его объединяет способность принимать один электрон и образовывать стабильную электронную оболочку 1s2. Поэтому часто водород располагают вместе с галогенами в VIIA-группе.

    8.1. Водород и его соединения

    Водород – наиболее распространенный элемент во Вселенной. Водород – легкий газ без цвета, без запаха. Возможные степени окисления водорода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    CH4 + 2Н2O >t, катализатор> 4Н2 + CO2

    Zn + 2HCl = ZnCl2 + Н2

    (NaOH) + 2Н2O >электролиз раствора> 2Н2 + O2

    Н2 + 2Na >t> 2NaH

    Н2 + Са >t> СаН2

    2 + O2 = 2Н2O

    Н2 + Cl2 >hv> 2HCl

    ЗН2 + N2 >t, p, катализатор> 2NH3

    NaH + Н2O = NaOH + Н2

    СаН2 + 2HCl = CaCl2 + 2Н2

    8.2. Вода

    Молекулы воды связаны водородными связями: nH2O = (Н2O)n, поэтому вода жидкая в отличии от ее газообразных аналогов H2S, H2Se и Н2Те.

    Кислород в молекуле воды находится в состоянии sp3-гибридизации, две связи О—Н и две неподеленные пары кислорода располагаются тетраэдрически, угол между связями О—Н равен 104,5°, поэтому молекула воды полярная. Вода является хорошим растворителем для веществ с ионными или полярными связями.

    2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2

    Fe + 4Н2O >t> Fe3O4 + 4Н2

    Ag + Н2O ?

    Н2O + СаО = Са(OH)2

    Н2O + Al2O3 ?

    N2O3 + Н2O = 2HNO2

    2CuSO4 + 2Н2O - (CuOH)2SO4 + H2SO4

    H2SO4(конц.) + H2O = H2SO • H2O

    CuSO4 + 5H2O = CuSO4 • 5H2O

    8.3. Фтор и его соединения

    Фтор является наиболее активным неметаллом, сильным окислителем.

    F2 + Н2 = 2HF

    2F2 + 2Н2O = 4HF + O2

    F2 + 2NaCl = 2NaF + Cl2

    4HF + SiO2 = SiF4^ + 2Н2O

    8.4. Хлор и его соединения

    Хлор – тяжелый газ желто-зеленого цвета, с резким запахом.


    2NaCl + 2Н2O >электролиз раствора> Н2 + Cl2 + 2NaOH

    2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8Н2O

    MnO2 + 4HCl = Cl2 + MnCl2 + 2Н2O

    Cl2 + Н2 >hv> 2HCl

    CH4 + Cl2 >hv> CH3Cl + HCl

    С2Н4 + Cl2 = С2Н4Cl2

    Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2

    Cl2 + Н2O = HCl + HClO (реакция диспропорционирования)

    HClO = HCl + О (атомарный кислород – окислитель)

    Cl2 + 2KOH = KCl + KClO +Н2O

    2Cl2 + 2Са(OH)2 = CaCl2 + Са(ClO)2 + 2Н2O

    Смесь CaCl2 и Са(ClO)2 – хлорная, или белильная, известь.

    ЗCl2 + 6KOH >100 °C> 5KCl + KClO3 + ЗН2O

    KClO3 – хлорат калия, или бертолетова соль.

    4KClO3 >400 °C> KCl + ЗKClO4

    2KClO3 >v>2KCl + 3O2

    Сила кислот растет в ряду:

    HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4.

    2HCl + Fe = FeCl2 + H2^

    2HCl + CuO = CuCl2 + H2O

    3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H2O

    HCl + AgNO3 = AgClv + HNO3

    HCl + NH3 = NH4Cl

    8.5. Бром, иод и их соединения

    Бром – темно-бурая жидкость с резким запахом, а иод – кристаллическое вещество темного цвета. Изменение фазового состояния галогенов обусловлено увеличением межмолекулярного – дисперсионного взаимодействия, связанного с увеличением размеров и поляризуемости молекул галогенов в ряду хлор > бром > иод.

    2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2

    2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2

    2Al + ЗBr2 = 2AlBr3

    2Al + 3I2 = 2AlI3

    Br2 + Н22HBr

    I2 + Н2 ^

    AgNO3 + NaBr = AgBrv + NaNO3

    AgNO3 + NaI = AgIv+ NaNO3

    I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6

    10KI + 8H2SO4 + 2KMnO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O

    9. d-Элементы

    В атомах d-элементов (переходных элементов) заполняется электронами d-под-уровень предвнешнего уровня. На внешнем уровне атомы d-элеметов имеют, как правило, два s-электрона. Близость строения валентных уровней атомов переходных элементов определяет их общие свойства. Все они являются металлами, имеют высокую прочность, твердость, высокую электро– и теплопроводность. Многие из них электроположительны и растворяются в минеральных кислотах, однако среди них есть металлы, не взаимодействующие обычным способом с кислотами. Большинство переходных металлов имеют переменную валентность. Максимальная валентность, как и максимальная степень окисления, как правило, равно номеру группы, в которой находится данный элемент.

    9.1. Хром и его соединения

    Хром представляет собой ковкий тягучий металл серо-стального цвета. Электронная формула атома хрома 1s22s22p63s23p63d54s1.

    Характерные степени окисления хрома, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Получение и свойства хрома

    FeO • Cr2O3 + 4CO >t> Fe + 2Cr + 4CO2 (Fe + 2Cr) – феррохром

    Сr2O3 + 2Al >t> 2Сr + Al2O3 – метод алюминотермии

    Хром пассивируется на холоду концентрированными азотной и серной кислотами.

    Сr + 2HCl = СrCl2 + Н2

    СrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2v + 2NaCl

    Свойства соединений хрома (+2) и хрома (+3)

    Гидроксид хрома(II) сразу окисляется кислородом воздуха.

    4Сr(OH)2 + O2 + 2Н2O = 4Сr(OH)3

    СrCl3 + 3NaOH = Cr(OH)3v + 3NaCl

    Cr(OH)3v + 3Na(OH) = Na3[Cr(OH)6]

    Cr2O3 + 2NaOH >t> 2NaCrO2 + H2O

    Cr(OH)3v + 3HCl = CrCl3 + 3H2O

    2Cr(OH)3 >t> Cr2O3 + 3H2O

    2CrCl3 + 3Cl2 + 16KOH = 2K2CrO4 + 12KCl + 8H2O

    2Na3Cr(OH)6 + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O

    Свойства соединений хрома (+6)

    CrO3 + Н2O = H2CrO4

    2CrO3 + H2O = H2Cr2O7

    Желтый раствор хромата калия устойчив в щелочной среде, оранжевый раствор дихромата калия – в кислой среде.

    К2Сr2O7 + 2KOH = 2К2СrO4 + Н2O

    2K2CrO4 + H2SO4 = K2SO4 + K2Cr2O7 + Н2O

    (NH4)2Cr2O7 >t> Cr2O3 + N2 + 4Н2O

    Дихромат калия – окислитель в кислой среде.

    К2Сr2O7 + 4H2SO4 + 3Na2SO3 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + K2SO4 + 4H2O

    K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3NaNO2 = Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + K2SO4 + 4H2O

    K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6KI = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O

    K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6FeSO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

    9.2. Марганец и его соединения

    Марганец – серебристо-белый твердый и хрупкий металл. Характерные степени окисления марганца, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Получение и свойства марганца

    FeO • Mn2O3 + 4CO >t> Fe + 2Mn + 4CO2 (Fe + 2Mn) – ферромарганец

    Mn2O3 + 2Al >t> 2Mn + Al2O3 – метод алюминотермии

    Mn + 2HCl = MnCl2 + Н2

    Mn + 2H2SO4 (конц.) = MnSO4 + SO2 + 2Н2O

    ЗMn + 8HNO3 (разб.) = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4Н2O

    Свойства соединений марганца (+2)

    MnSO4 + 2NaOH = Mn(OH)2v + Na2SO4

    Mn(OH)2v + 2NaOH ?

    Mn(OH)2v + H2SO4 = MnSO4 + 2H2O

    2Mn(OH)2v + O2 = MnO2v + 2H2O

    Mn(OH)2v + 2NaOH + Br2 = MnO2v + 2NaBr + 2H2O

    Mn(OH)2v >t> MnO + H2O^

    2Mn(NO3)2 + 16HNO3 + 5NaBiO3 = 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 5NaNO3 + 7H2O

    3MnCl2 + 2KClO3 + 12NaOH >сплавление> 3Na2MnO4 + 2KCl + 6NaCl + 6H2O

    Свойства соединений марганца (+4)

    MnO2 – устойчивый амфотерный оксид, сильный окислитель.

    MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2Н2O

    3MnO2 + KClO3 + 6KOH >сплавление> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O^

    Свойства соединений марганца (+6)

    Соединения устойчивы лишь в сильнощелочной среде.

    К2MnO4 + 8HCl = MnCl2 + 2Cl2 + 2KCl + 4Н2O

    Свойства соединений марганца (+7)

    Сильные окислители в кислой среде.

    2KMnO4 + 3H2SO4 + 5Na2SO3 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

    2KMnO4 + H2O + 3Na2SO3 = 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH

    2KMnO4 + 2KOH + Na2SO3 = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

    2KMnO4 + 8H2SO4 + 10FeSO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O

    2KMnO4 + 8H2SO4 + 10KI = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O

    2KMnO4 + 3H2SO4 + 5NaNO2 = 2MnSO4 + 5NaNO3 + K2SO4 + 3H2O

    2KMnO4 >t> K2MnO4 + MnO2 + O2^

    9.3. Железо и его соединения

    Железо является вторым после алюминия металлом по распространенности в природе. Характерные степени окисления железа, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

    Соединения железа (+8) малохарактерны.

    Получение и свойства железа

    3Fe2O3 + CO >t> 2Fe3O4 + CO2

    Fe3O4 + CO >t> 3FeO + CO2

    FeO + CO >t> Fe + CO2

    3Fe3O4 + 8Al >t> 9Fe + 4Al2O3

    Fe + I2 >t> FeI2

    2Fe + ЗCl2 >t> 2FeCl3

    4Fe + 3O2 + 2Н2O = 4FeO(OH)v (коррозия на воздухе)

    Fe + 2HCl = FeCl2 + Н2

    Fe + H2SO4 (разб.) = FeSO4 + H2

    Fe + 4HNO3 (разб.) = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

    Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо на холоду. При нагревании реакция идет.

    2Fe + 6H2SO4(конц.) >t> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6Н2O

    Fe + 6НNO3(конц.) >t> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

    Свойства соединений железа (+2)

    FeO + Н2O ?

    FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O

    FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2v + Na2SO4

    Гидроксид железа(II) сразу окисляется кислородом воздуха.

    4Fe(OH)2v + 2Н2O + O2 = 4Fe(OH)3v

    Fe(OH)2v + H2SO4 = FeSO4 + 2Н2O

    Fe(OH)2v + 2NaOH *

    FeSO4 + 6KCN = K4[Fe(CN)6] + K2SO4

    FeSO4 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]v + K2SO4

    Свойства соединений железа (+3)

    FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3v + 3NaCl

    Fe(OH)3v + 3HCl = FeCl3 + 3H2O

    Fe(OH)3v + NaOH ? не идет в разбавленном растворе

    Fe(OH)3v + NaOH >сплавление> NaFeO2 + 2H2O

    FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + I2 + 2HCl

    FeCl3 + 6KCN = K3[Fe(CN)6] + 3KCl

    FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]v + 3KCl

    FeCl3 + 3KCNS = Fe(SCN)3 + 3KCl

    Свойства соединений железа (+6)

    Феррат калия – окислитель.

    Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH >сплавление> 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O

    4K2FeO4 + 10H2SO4(разб.) = 2Fe2(SO4)3 + 3O2^ + 4K2SO4 + 10H2O

    9.4. Медь и ее соединения

    Медь – мягкий красный металл, хорошо проводит теплоту и электрический ток.

    Получение и свойства меди

    2CuS + 3O2 >t> 2CuO + 2SO2

    CuO + CO >t> Cu + CO2

    Cu + 2HCl + Н2O2 = CuCl2 + 2Н2O

    Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4 + SO2 + 2Н2O

    Cu + 4НЖ)3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

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

    4Cu + O2(недостаток) >200 °C> 2Cu2O

    2Cu + O2(избыток) >500 °C> 2CuO

    2Cu + H2O + CO2 + O2 = (CuOH)2CO3v (малахит)

    Свойства соединений меди(I)

    2Cu2O + O >500 °C> 4CuO

    Cu2O + CO >t> 2Cu + CO2

    Cu2O + 4(NH • Н2O) (конц.) = 2[Cu(NH3)2]OH + 3H2O

    Свойства соединений меди(II)

    CuO + 2HCl = CuCl2 + Н2O

    CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2v + Na2SO4

    Cu(OH)2v >t> CuOv + Н2O

    Cu(OH)2v + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

    Cu(OH)2v + NaOH ? не идет в растворе

    Cu(OH)2v + 2NaOH (конц.) >t> Na2[Cu(OH)4]

    CuSO4 + 4(NH3 • H2O) = [Cu(NH3)4]SO4 + 4Н2O

    [Cu(NH3)4]SO4 + Na2S = CuSv + Na2SO4 + 4NH3

    2CuSO4 + 2H2O - (CuOH)2SO4 + H2SO4

    2CuSO4 + 4KI = 2CuIv + I2 + 2K2SO4

    2Cu(NO3)2 >t> 2CuO + 4NO2 + O2

    9.5. Серебро и его соединения

    3Ag + 4HNO3 (разб.) = 3AgNO3 + NO^ + 2H2O

    2AgNO3 + 2NaOH = Ag2Ov + H2O + 2NaNO3

    AgNO3 + HCl = AgClv + HNO3

    AgClv + 2(NH3 • H2O) = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

    [Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 = AgClv + 2NH4NO3

    Ag2O + 4(NH • Н2O) (конц.) = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O

    2[Ag(NH3)2]OH + CH3CHO + 2H2O = 2Agv + CH3COONH4 + 3(NH • H2O)

    9.6. Цинк и его соединения

    Получение и свойства цинка

    2ZnS + 3O2 >t> 2SO2 + 2ZnO

    ZnO + CO >t> Zn + CO2

    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2^

    Zn + H2SO4 (разб.) = ZnSO4 + H2^

    4Zn + 5H2SO4 (конц.) = 4ZnSO4 + H2S^ + 4H2O

    Zn + 4НHNO3(конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2^ + 2H2O

    4Zn + 10HNO3(оч. разб.) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

    Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2^

    Свойства соединений цинка

    ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2v + Na2SO4

    Zn(OH)2v + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O

    Zn(OH)2v + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]

    Na2[Zn(OH)4] + 2HCl = Zn(OH)2v + 2NaCl + 2H2O

    Na2[Zn(OH)4] + 4HCl = ZnCl2 + 2NaCl + 4H2O

    Zn(OH)2v + 6NH4OH = [Zn(NH3)6](OH)2 + 6H2O

    2ZnSO4 + 2H2O - (ZnOH)2SO4 + H2SO4








    Главная | Контакты | Прислать материал | Добавить в избранное | Сообщить об ошибке