Химия (стр. 2 )

В противном случае возможно образование соединений нестехиометрического состава:

x CaO + y Al2O3 = x CaO×y Al2O3 (двойные оксиды – основа керамик).

По составу керамики делятся на:

а) алюмосиликатные (тройные оксиды, состоящие из оксидов алюминия, кремния и двухвалентного металла)

x Al2O3×y SiO2×z MO

б) магнезиальные (на основе оксида магния);

в) титанатные (на основе TiO2) и некоторые другие.

4.  Основные и амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами: MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

5.  Кислотные и амфотерные оксиды взаимодействуют со щелочами: SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O

ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O

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

Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O или

Al2O3 + 6NaOH (изб.) 2Na3AlO3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH + 7Н2О 2Na[Al(OH)4(H2O)2] или

Al2O3 + 6NaOH (изб.) + 3H2O 2Na3[Al(OH)6]

ОСНОВАНИЯ

Основания – это сложные вещества, которые при диссоциации образуют катионы металлов (или аммония NH4+) и гидроксид-анионы ОН–.

Классификация оснований: 1) растворимые в воде (щелочи) – это основания щелочных (элементы IA группы) и щелочноземельных (элемненты больших периодов IIA группы), например NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ва(ОН)2.

2) растворимое в воде слабое олснование – гидроксид аммония, NH4OH.

3) нерастворимые в воде основания, например Fe(OH)2.

4) амфотерные основания, которые соответствуют амфотерным оксидам, например Zn(OH)2, Al(OH)3 и др.

Число групп ОН–, входящих в состав основания, определяет его кислотность. Например, КОН – однокислотное основание, Са(ОН)2 – двухкислотное основание, Al(OH)3 – трехкислотное основание.

Химические свойства оснований:

Щелочи:

1)  реагируют с кислотными оксидами и кислотами:

2КОН + SO3 = K2SO4 + H2O	Реакция нейтрализации
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O

2)  реагируют с солями (в том случае, если в процессе реакции образуется осадок):

2NaOH + FeCl2 = Fe(OH)2¯ + 2NaCl

Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4¯ + 2NaOH

NaOH + BaCl2 ¹

3)  реагируют с амфотерными оксидами и основаниями:

2NaOH + BeO Na2BeO2 + H2O

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

Нерастворимые основания:

1)  реагируют с кислотными оксидами и кислотами (реакция нейтрализации):

Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O

2)  реагируют со щелочами:

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2¯+Na2SO4

3)  разлагаются при нагревании: Cu(OH)2 CuO + H2O

Амфотерные основания:

1) реагируют с кислотными оксидами и кислотами (реакция нейтрализации): Zn(OH)2 + CO2 = ZnCO3 + H2O

2) реагируют со щелочами:

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

4)  разлагаются при нагревании:

2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O

КИСЛОТЫ

Кислоты – это сложные вещества, которые при диссоциации образуют катионы водорода Н+ и анионы кислотного остатка. Названия некоторых из них приведены ниже:

Кислота	Название	Кислотный остаток	Название
HCl	хлороводородная (соляная)	Cl–	хлорид
HBr	бромоводородная	Br–	бромид
HI	иодоводородная	I–	иодид
H2S	сероводородная	HS–	гидросульфид
S2–	сульфид
H2SO3	сернистая	HSO3–	гидросульфит
SO32–	сульфит
H2SO4	серная	HSO4–	гидросульфат
SO42–	сульфат
HNO2	азотистая	NO2–	нитрит
HNO3	азотная	NO3–	нитрат
H3PO4	(орто)фосфорная	H2PO4–	дигидрофосфат
HPO42–	гидрофосфат
PO43–	(орто)фосфат
HPO3	метафосфорная	PO3–	метафосфат
H2CO3	угольная	HCO3–	гидрокарбонат
CO32–	карбонат
H2SiO3	кремниевая	HSiO3–	гидросиликат
SiO32–	силикат
CH3COOH	уксусная	CH3COO–	ацетат
H2CrO4	хромовая	CrO42–	хромат
H2Cr2O7	двухромовая	Cr2O72–	дихромат
HMnO4	марганцевая	MnO4–	перманганат
HClO4	хлорная	ClO4–	перхлорат

Основность кислоты (число атомов водорода) определяет возможность полной или неполной нейтрализации кислоты при реакции с основаниями: HCl + NaOH = NaCl + H2O (для одноосновных кислот возможна только одна реакция нейтрализации, приводящая к образованию средних солей).

Для многоосновных кислот возможна полная и неполная нейтрализация: H2СО3 + 2КОН (изб.) = К2СО3 + 2Н2О

(полная нейтрализация – образование средней соли)

H2СО3 + КОН (недост.) = КНСО3 + Н2О

(неполная нейтрализация – образование кислой соли)

Химические свойства кислот:

1.  Изменение окраски индикаторов (лакмуса и метилоранжа).

2.  Взаимодействие с металлами: Са + 2HCl = CaCl2 + H2­

3.  Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

СuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

4.  Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации):

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O

5.  Взаимодействие с солями (реакции обмена):

H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4¯ (осадок)

2HNO3 + СаСО3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2­ (газ)

HCl + KNO2 = KCl + HNO2 (сильная кислота вытесняет слабую из ее соли)

СОЛИ

Соли – это сложные вещества, которые при диссоциации образуют катионы металла (или NН4+) и анионы кислотного остатка.

Соли можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в молекуле кислоты на металл или гидроксильных групп в молекуле основания на кислотный остаток.

При растворении в воде ионы соли захватывают и удерживают определенное число молекул воды. Для ряда солей силы взаимодействия с молекулами воды так велики, что последние остаются в составе соли даже при выпаривании раствора. При этом соотношение между количеством вещества соли и воды постоянны для данной соли. Такие соединения называют кристаллогидратами, а вода – кристаллизационной: BaCl2×2H2O – дигидрат хлорида бария, СuSO4×5H2O – пентагидрат сульфата меди (медный купорос).

Химические свойства солей:

1.  Взаимодействие с металлами (реакции замещения – более активный металл вытесняет менее активный):

FeCl2 + Zn = Fe + ZnCl2.

2.  Взаимодействие с неметаллами (реакции замещения – более активный неметалл вытесняет менее активный):

2NaBr + Сl2 = Br2 + 2NaCl.

3.  Взаимодействие сo щелочами (реакции обмена):

MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2¯ + 2NaCl.

4. Взаимодействие с недостатком щелочей (перевод средних солей в основные): CaCl2 + NaOH (недост.) = CaOHCl + NaCl.

5. Взаимодействие с кислотами (реакции обмена):

СаCl2 + H2SO4 = CaSO4¯ + 2HCl.

6. Взаимодействие с избытком кислоты или кислотного оксида (перевод средних солей в кислые):

Na2SO4 + H2SO4 (изб.) = 2NaHSO4

CaCO3¯ + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

7. Взаимодействие солей между собой (реакции обмена):

CuCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl¯ + Cu(NO3)2.

НЕОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.  Бинарные соединения: сульфиды (Na2S, CS2), карбиды (CaC2, Al4C3), силициды (Mg2Si), нитриды (AlN), гидриды (LiH, BH3). Степени окисления серы, углерода, кремния, азота, водорода равны –1.

По своим свойствам бинарные соединения делятся на основные, кислотные и амфотерные. Например, свойства гидридов проявляются в процессе их гидролиза:

LiH + H2O = LiOH + H2 (при гидролизе основного гидрида образуется основание);

ВH3 + 3H2O = Н3ВО3 + 3H2 (при гидролизе кислотного гидрида образуется кислота);

NH3 + H2O = NH4OH (степень окисления водорода в аммиаке равна +1, это не гидрид, гидролизу не подвергается).