Методы получения основных классов неорганических соединений

Оксиды

Простое вещество + кислород = оксид
S + O 2 = SO 2
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2Zn + O 2 = 2ZnO

Разложение некоторых солей, кислот и нерастворимых оснований
MgCO 3 = MgO + CO 2
2Cu(NO 3 ) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2

Кислоты

Кислотный оксид + H 2 O = кислота (SiO 2 с водой не реагирует)
Cl 2 O 7 + H 2 O = 2HClO 4
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

H 2 + простое вещество-неметалл = летучее водородное соединение
(растворы HF, HCl, HBr, HI, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te в воде являются кислотами)
H 2 + Cl 2 = 2HCl (на свету)
H 2 + S = H 2 S (при нагревании)

Сильная кислота + соль слабой кислоты = слабая кислота + соль сильной кислоты
2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = H 2 SiO 3 + 2NaNO 3
H 2 SO 4 + MgSO 3 = H 2 SO 3 (H 2 O + SO 2 ) + MgSO 4

Нерастворимые гидроксиды

Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание
Ni(NO 3 ) 2 + 2KOH = 2KNO 3 + Ni(OH) 2
FeCl 2 + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + Fe(OH) 2

Щелочи

Основный оксид + вода = щелочь (в реакцию вступают оксиды щелочных и щелочноземельных металлов)
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
K 2 O + H 2 O = 2KOH

Активный металл + вода = щелочь + H 2
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

Кислотный оксид + основный оксид = соль
SO 3 + CaO = CaSO 4
N 2 O 5 + K 2 O = 2KNO 3

Кислотный оксид + щелочь = соль + вода
CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
Cl 2 O 7 + 2KOH = 2KClO 4 + H 2 O

Основный оксид + кислота = соль + вода
CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O
Fe 2 O 3 + 6HBr = 2FeBr 3 + 3H 2 O

Кислота + основание = соль + вода
H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O
3H 2 SO 4 + 2Fe(OH) 3 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O

Соль слабой кислоты + сильная кислота = соль сильной кислоты + слабая кислота
K 2 SO 3 + 2HCl = 2KCl + H 2 O + SO 2 (H 2 SO 3 )
NaCl + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HCl

Растворимая соль + растворимая соль = нерастворимая соль + соль
CuCl 2 + Na 2 S = CuS + 2NaCl
Ba(NO 3 ) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 + 2KNO 3

Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание
Fe(NO 3 ) 3 + 3NaOH = 3NaNO 3 + Fe(OH) 3
MnCl 2 + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + Mn(OH) 2

Кислота + металл (находящийся в ряду напряжений левее водорода) = соль + водород
2HCl + Fe = FeCl 2 + H 2
2H 3 PO 4 + 6K = 2K 3 PO 4 + 3H 2
Важно: кислоты-окислители (HNO 3 , конц. H 2 SO 4 ) реагируют с металлами по-другому.

Растворимая соль металла (*) + металл (**) = соль металла (**) + металл (*)
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu
Ni + 2AgNO 3 = Ni(NO 3 ) 2 + 2Ag
Важно: 1) металл (**) должен находиться в ряду напряжений левее металла (*), 2) металл (**) НЕ должен реагировать с водой.

Металл + неметалл = соль
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
Ca + Se = CaSe

Возможно, вам также будут интересны другие разделы справочника по химии:

Источник

Кислоты. Химические свойства и способы получения

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Кислоты – сложные вещества, которые при взаимодействии с водой образуют в качестве катионов только ионы Н + (или Н₃О + ).

По растворимости в воде кислоты можно поделить на растворимые и нерастворимые . Некоторые кислоты самопроизвольно разлагаются и в водном растворе практически не существуют (неустойчивые) . Подробно про классификацию кислот можно прочитать здесь.

Получение кислот

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота.

кислотный оксид + вода = кислота

Например , оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:

При этом оксид кремния (IV) с водой не реагирует:

2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.

Неметалл + водород = бескислородная кислота

Например , хлор реагирует с водородом:

H₂ 0 + Cl₂ 0 → 2 H + Cl —

3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих кислот. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.

Например , электролиз раствора сульфата меди (II):

4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.

Например: карбонат кальция CaCO₃ (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.

5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями.

Например , концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:

Химические свойства кислот

1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н + и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.

Например , соляная кислота диссоциирует почти полностью:

HCl → H + + Cl –

Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:

HCl + H₂O → H₃O + + Cl –

Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.

Например , сернистая кислота диссоциирует в две ступени:

HSO₃ – ↔ H + + SO₃ 2–

2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.

3. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами .

С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.

нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода

основный оксид + растворимая кислота = соль + вода

Например , гидроксид меди (II) взаимодействует с растворимой бромоводородной кислотой:

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.

С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.

Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами — и сильными, и слабыми . При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации . Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:

щёлочь_{(избыток)}+ кислота = средняя соль + вода

щёлочь + многоосновная кислота_{(избыток)} = кислая соль + вода

Например , гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.

При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 1:2 образуются гидрофосфаты:

В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

4. Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода

Растворимая кислота + амфотерный гидроксид = соль + вода

Например , уксусная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия:

5. Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления, которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H₂SO₃ и др.).

Например , йодоводород можно окислить хлоридом меди (II):

4H I — + 2 Cu +2 Cl₂ → 4HCl + 2 Cu + I + I₂ 0

6. Кислоты взаимодействуют с солями.

Кислоты реагируют с растворимыми солями только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит . Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

Кислота₁ + растворимая соль₁ = соль₂ + кислота₂/оксид + вода

Например , соляная кислота взаимодействует с нитратом серебра в растворе:

Ag + NO₃ — + H + Cl — → Ag + Cl — ↓ + H + NO₃ —

Кислоты реагируют и с нерастворимыми солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные кислоты из солей .

Например , карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):

7. Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей. Либо кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей.

кислая соль₁ + кислота₁ = средняя соль₂ + кислота₂/оксид + вода

Например , гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:

KHCO₃ + HCl → KCl + CO₂ + H₂O

Ещё пример : гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:

При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.

Например , гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте:

Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.

Например , гидроксохлорид алюминия взаимодействует с соляной кислотой:

Al (OH) Cl₂ + HCl → AlCl₃ + H₂O

8. Кислоты взаимодействуют с металлами.

При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.

К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H₂SO₄, фосфорная кислота H₃PO₄, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.

Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:

При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород:

минеральная кислота + металл = соль + H₂↑

Например , железо взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):

Fe + 2 H + Cl → Fe +2 Cl₂ + H₂ 0

Сероводородная кислота H₂S, угольная H₂CO₃, сернистая H₂SO₃ и кремниевая H₂SiO₃ с металлами не взаимодействуют.

Кислоты-окислители (азотная кислота HNO₃ любой концентрации и серная концентрированная кислота H₂SO_4(конц)) при взаимодействии с металлами водород не образуют, т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными. Определять их лучше по специальным правилам. Эти правила подробно разобраны в статье Окислительно-восстановительные реакции. Я настоятельно рекомендую выучить их наизусть.

9. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.

Угольная H₂CO₃, сернистая H₂SO₃ и азотистая HNO₂ кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:

Кремниевая H₂SiO₃, йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:

Азотная кислота HNO₃ разлагается при нагревании или на свету:

Источник