Несолеобразующие оксиды HNO2 HNO3

Кислоты и соли азота

Наименование

Уравнения реакций

Азотистая кислота (HNO2) – неустойчивая, при хранении или нагревании разлагается. Амфолит

3HNO2 ® HNO3 + 2NO + H2O

NO+ + OH - HNO2 H+ + NO2-

Нитриты – соли азотистой кислоты, хорошо растворимые в воде кристаллические вещества
Окислительно-восстановительная двойственность свойств нитритов:

KNO2 + 3Zn + 5KOH + 5H2O = NH3 + 3K2[Zn(OH)4]

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

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

Азотная кислота (HNO3) – сильная, одноосновная кислота сильный окислитель
HNO3 = H+ + NO3-

S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

HNO3 + металл ® см. выше

Нитраты – соли азотной кислоты, хорошо растворимы в воде, термически неустойчивы
По продуктам разложения нитраты делятся на три группы:

1)  нитраты активных металлов (щелочных)

2KNO3 2KNO2 + O2

2)  нитраты металлов средней активности

2Pb(NO3)2 2PbNO2 + 4NO2 + O2

3)  нитраты малоактивных металлов

2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2

Промышленный синтез азотной кислоты

1 стадия. Окисление аммиака кислородом воздуха на платиновом катализаторе:

4NH3 + 5O2 4NO­ + 6H2O

2 стадия. Окисление NO в NO2:

2NO + O2 = 2NO2

3 стадия. Взаимодействие NO2 с водой:

4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3

ФОСФОР и его соединения

Химические свойства и получение фосфора

Наименование

Уравнения реакций

Фосфор образует несколько модификаций (белый, красный, черный и т. д.), различающихся физическими и химическими свойствами. Наиболее активен белый фосфор

2P + 5O2 = 2P2O5 (P2O3) (молекула фосфора четырехатомна – Р4)

2P + 5Cl2 = 2PCl5 (PCl3)

P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O

4P + 3KOH + 3H2O = 3K(H2PO2) + PH3

PH3 – фосфин

K(H2PO2) – гипофосфит калия

Получение фосфора

2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 P4 + 6CaSiO3 + 10CO

Кислоты фосфора

H3PO2 - фосфорноватистая одноосновная кислота, соли - гипофосфиты

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

H3PO3 – фосфористая двухосновная кислота, соли - фосфиты

H3PO4 – ортофосфорная трехосновная кислота, соли - ортофосфаты

HPO3 - метафосфорная одноосновная кислота, соли - метафосфаты

H4P2O7 – дифосфорная четырехосновная кислота, соли - дифосфаты

H3PO4 – имеет наибольшее практическое значение. H3PO4 – твердое вещество, хорошо растворимое в воде. Раствор H3PO4 – кислота средней силы.

Получение ортофосфорной кислоты

В промышленности ортофосфорную кислоту получают либо сжиганием в атмосфере воздуха P4 с последующим поглощением образующегося оксида водой (реально нагретой до 2000С разбавленной H3PO4), либо разложением фосфорита или фторапатита концентрированной нагретой серной кислотой, либо гидролизом хлорсодержащих соединений.

1. 2P + 5O2 = 2P2O5 P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

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

3.  PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl

УГЛЕРОД и его соединения

Углерод образует 4 аллотропные модификации: алмаз, графит, карбин, фуллерен.

Аллотропная модификация

Тип гибрид.

Структура

Свойства

Алмаз

sp3

гранецентрированная

кубическая

Бесцветное, прозрачное, сильно преломляющее свет вещество. Самое твердое природное вещество. Хрупкое, тугоплавкое, химически инертное. Плотность – 3,51 г/см3

Графит

sp2

Гексагональная,

состоящая из

бесконечных

слоев шестичленных

колец

Серое с металлическим блеском, жирное на ощупь вещество. Тепло - и электропроводное. Легко расслаивается. Самое тугоплавкое из простых веществ (tпл = 3800оС)

Карбин

sp

Гексагональная,

построенная из

цепей =C=C=C=,

либо - CºC-CºC-

Черное, высокодисперсное вещество, полупроводник.

Карбин впервые синтезирован окислительной конденсацией ацетилена в 1963г., позднее был обнаружен в природе

Фуллерен

C60 – C70

Модификация получена в 1990 г

Оксиды углерода

Физические и химические свойства

Получение

CO – оксид углерода(II), угарный газ. Газ, без цвета и запаха, малорастворим в воде, ядовит. Несолеобразующий оксид. Сильный восстановитель. Склонен к реакциям присоединения.

Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2

PdCl2 + CO + H2O = Pd + 2HCl + CO2

CO + Cl2 COCl2 (фосген)

CO + S COS

CO + 2H2 CH3OH

5CO + Fe [Fe(CO)5] карбонил железа

CO + NaOH HCOONa (15×105Па)

2CO + O2 = 2CO2 CO2 + C = 2CO

C + H2O(пар) = CO + H2

HCOOH CO + H2O

H2C2O4 CO + CO2 + H2O

CO2 - оксид углерода(IV), углекислый газ. Газ, без цвета, в 1,5 раза тяжелее воздуха, не горит и не поддерживает горение. Кислотный оксид, ангидрид угольной кислоты.

CaCO3 CaO + CO2

CaCO3 + 2HCl = CO2 + CaCl2 + H2O

АЛЮМИНИЙ

Физические и химические свойства

Получение

Алюминий – серебристо-белый металл. Обладает высокой электро - и теплопроводностью, весьма пластичен. Алюминий химически активен, но прочная оксидная пленка защищает его, поэтому при обычных условиях Al ведет себя довольно инертно.

4Al(тонкодисперсный) + 3O2 2Al2O3

2Al(тонкодисперсный) + 3S Al2S3

2Al + 3H2SO4(разб.) = 3H2 + Al2(SO4)3

Al + HNO3(конц.) ® пассивация

2Al + 6NaOH + 6H2O ® 3H2 + 2Na3[Al(O H)6]

Алюминий получают электролизом расплава глинозема (Al2O3) в расплаве криолита при 9500С.

Al2O3 AlO+ + AlO2-

Катод: 3AlO+ + 3e = Al + Al2O3

Анод: 2AlO2- -2e = Al2O3 + 1/2O2

Угольный анод постепенно сгорает и его все время приходится наращивать. Катодом служит подина железной ванны электролизера.

ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Li, Na, K, Rb, Cs – мягкие, легкоплавкие металлы. Li, Na, K, Rb - белые, Cs – золотисто-желтый. Щелочные металлы – сильнейшие восстановители, на воздухе легко окисляются, образуя оксосоединения, а Rb и Cs – самовоспламеняются, поэтому все щелочные металлы хранят под слоем керосина, либо обезвоженного минерального масла.

Общая характеристика свойств

Свойства
Li
Na
K
Rb
Cs

Радиус атома, нм

0,155

0,189

0,236

0,248

0,268

Тпл.,0С

180,5

97,8

63,4

38,7

28,6

Плотность, г/см3

0,539

0,973

0,863

1,534

1,904

Содержание в земной коре, масс. доли %

3,4×10-3

2,64

2,6

3,5×10-2

3,7×10-4

Химические свойства

1.  Взаимодействие с кислородом:

2Li + O2 = 2Li2O (оксид калия)

2Na + O2 = Na2O2 (пероксид натрия)

K, Rb, Cs + O2 = KO2, RbO2, CsO2 (надпероксиды)

2.  Взаимодействие с азотом:

6Li + N2 = 2Li3N – при обычных условиях характерно только для Li

3.  Взаимодействие с водой:

2Э + 2H2O = 2ЭOH + H2

s-элементы II группы

Be, Mg, Ca, Sr, Ba – металлы, серебристо-белого цвета. На воздухе Ca, Sr, Ba разрушаются, так как образующаяся на поверхности металлов пленка из оксидов и нитридов является рыхлой и не обладает защитными функциями.

Общая характеристика свойств

Свойства
Be
Mg
Ca
Sr
Ba

Радиус атома, нм

0,113

0,160

0,197

0,215

0,221

Тпл.,0С

1283

650

847

770

718

Плотность, г/см3

1,85

1,74

1,54

2,63

3,76

Содержание в земной коре, масс. доли %

3,8×10-4

1,9

3,3

3,4×10-2

6,5×10-2

Химические свойства

1.  Отношение к воздуху:

2Be + O2 = 2BeO оксид предохраняет металл от коррозии

Ca, Sr, Ba на воздухе окисляются до оксидов и нитридов

2.  Отношение к воде:

Be с водой не взаимодействует

Mg разлагает воду при нагревании

Ca, Sr, Ba + H2O = Э(OH)2 + H2

3.  Отношение к щелочам:

С растворами щелочей реагирует только бериллий

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

4.  Отношение к кислотам:

В концентрированных холодных HNO3 и H2SO4 бериллий пассивируется, остальные металлы реагируют со всеми кислотами (кроме HF и H3PO4 и тех, с которыми образуют труднорастворимые соединения).

Основные химические свойства некоторых металлов

Некоторые характерные реакции лития и его соединений.

·  Свойства металлического лития

4Li + O2 = 2Li2O

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2

6Li + N2 = 2Li3N

2Li + K2O Li2O + 2K

2Li + 2C Li2C2

·  Свойства оксида лития

Li2O + 2H2O = 2LiOH

Li2O + 2HCl = 2LiCl + H2O

Li2O + СO2 = Li2CO3

·  Свойства нитрида лития

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3

Li3N + 4HCl = 3LiCl + NH4Cl

·  Свойства гидроксида лития

2LiOH Li2O + H2O

2LiOH + СO2 = Li2CO3 + H2O

LiOH + СO2 = LiHCO3

Некоторые характерные реакции калия и его соединений.

·  Свойства металлического калия

2K + O2 = K2O2

K + O2 = KO2

2K + 2H2O = 2KOH + H2

3K + P K3P

2K + 2NH3 2KNH2 + H2

·  Свойства оксида и пероксида калия

K2O + 2H2O = 2KOH

K2O + 2HCl = 2KCl + H2O

K2O + СO2 = K2CO3

K2O2 + 2H2O = 2KOH + H2O2

2K2O2 + 2СO2 = 2K2CO3 + O2

·  Свойства гидроксида калия

2KOH + СO2 = K2CO3 + H2O

KOH + СO2 = KHCO3

KOH + HCl = KCl + H2O

2KOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + K2SO4

Некоторые характерные реакции кальция и его соединений.

·  Свойства металлического кальция

Ca + H2 CaH2

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

·  Свойства гидрида кальция

CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

·  Свойства оксида и карбида кальция

CaO + 3C CaC2 + CO

CaC2 + H2O = Ca(OH)2 + С2Н2

CaO + H2O = Ca(OH)2

CaO + Al2O3 Ca(AlO2)2

·  Свойства гидроксида кальция

Ca(OH)2 CaO + H2O

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O

Ca(OH)2 + СO2 = CaCO3 + H2O

Ca(OH)2 + 2СO2 = Ca(HCO3)2

2Ca(OH)2 + Cl­2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

·  Свойства карбоната кальция

CaCO3 CaO + CO2

CaCO3 (к.) + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Некоторые характерные реакции алюминия и его соединений.

·  Свойства металлического алюминия

4Аl + 3O2 = 2Al2O3

2Аl + N2 2AlN

2Аl + 3S Al2S3

2Al(без оксидной пленки) + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

Al + 2NaOH NaAlO2 + H2

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)]4 + 3H2 (Na3[Al(OH)]6)

2Al + Cr2O3 2Cr + Al2O3

·  Свойства оксида алюминия

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH2NaAlO2 + H2O

2Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)]4 (Na3[Al(OH)]6)

Al2O3 + Na2CO3(к.) 2NaAlO2 + CO2

·  Разложение нитрата алюминия при нагревании

4Al(NO3)3 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2

Некоторые характерные реакции хрома и его соединений.

·  Свойства металлического хрома

4Cr + 3O2 2Cr2O3

2Cr + 3Cl2 2CrCl3

Cr + H2SO4 (разб.) = CrSO4 + H2

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Cr + 3KNO3 + 2KOH = K2CrO4 + 3KNO2 + H2O

Cr + KClO3 + 2KOH = K2CrO4 + KCl + H2O

·  Свойства и получение оксида хрома(III)

Cr2O3 + 2NaOH2NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + Na2CO3(к.) 2NaCrO2 + CO2

(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O

·  Получение и свойства гидроксида хрома(III)

CrCl3 + 3NaOH = Cr(OH)3↓+ 3NaCl

Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)]6

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O

·  Взаимные переходы хроматов и дихроматов

2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O

·  Окислительно-восстановительные свойства соединений хрома

K2Cr2O7 + 7HCl = 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl + 7H2O

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

2CrCl3 + 3Br2 +16NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 6NaBr + 8H2O

2CrCl3 + 3H2O2 + 10KOH = 2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O

Окраска некоторых характерных соединений хрома

Cr2O3 – зеленый

Cr2(SO4)3(р-р.) – зеленый

Cr(OH)3 – светло-зеленый

K2CrO4 – жёлтый

K2Cr2O7 – оранжевый

Некоторые характерные реакции марганца и его соединений.

·  Свойства металлического марганца

2Mn + O2 2MnO (Mn2O3 + Mn3O4)

Mn + Cl2 MnCl2

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12