Урок химии для 11 класса по теме «Основные классы неорганических соединений» (стр. 6 )

В результате химических реакций можно получать и другие соли:

CuO + SO3 → CuSO4.

Несолеобразующими оксидами называются такие оксиды, которые не образуют солей. Примером могут служить СО, N2O, NO.

Солеобразующие оксиды в свою очередь бывают 3-х типов: основными (от слова «основание»), кислотными и амфотерными.

Основными оксидами называются такие оксиды металлов, которым соответствуют гидроксиды, относящиеся к классу оснований. К основным оксидам относятся, например, Na2O, K2O, MgO, CaO и т. д.

Химические свойства основных оксидов

1. Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания:

Na2O + H2O → 2NaOH.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соответствующие соли

Na2O + SO3 → Na2SO4.

3. Реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.

4. Реагируют с амфотерными оксидами:

Li2O + Al2O3 → 2LiAlO2.

Если в составе оксидов в качестве второго элемента будет неметалл или металл, проявляющий высшую валентность (обычно проявляют от IV до VII), то такие оксиды будут кислотными. Кислотными оксидами (ангидридами кислот) называются такие оксиды, которым соответствуют гидроксиды, относящие к классу кислот. Это, например, CO2, SO3, P2O5, N2O3, Cl2O5, Mn2O7 и т. д. Кислотные оксиды растворяются в воде и щелочах, образуя при этом соль и воду.

Химические свойства кислотных оксидов

1. Взаимодействуют с водой, образуя кислоту:

SO3 + H2O → H2SO4.

Но не все кислотные оксиды непосредственно реагируют с водой (SiO2 и др.).

2. Реагируют с основанными оксидами с образованием соли:

CO2 + CaO → CaCO3

3. Взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду:

CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.

В состав амфотерного оксида входит элемент, который обладает амфотерными свойствами. Под амфотерностью понимают способность соединений проявлять в зависимости от условий кислотные и основные свойства. Например, оксид цинка ZnO может быть как основанием, так и кислотой (Zn(OH)2 и H2ZnO2). Амфотерность выражается в том, что в зависимости от условий амфотерные оксиды проявляют либо осно́вные, либо кислотные свойства.

Химические свойства амфотерных оксидов

1. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O.

2. Реагируют с твёрдыми щелочами (при сплавлении), образуя в результате реакции соль – цинкат натрия и воду:

ZnO + 2NaOH → Na2 ZnO2 + H2O.

При взаимодействии оксида цинка с раствором щелочи (того же NaOH) протекает другая реакция:

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

Координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц: атомов или инов в молекуле или кристалле. Для каждого амфотерного металла характерно свое координационное число. Для Be и Zn – это 4; Для и Al – это 4 или 6; Для и Cr – это 6 или (очень редко) 4;

Амфотерные оксиды обычно не растворяются в воде и не реагируют с ней.

Стол №2 «Основания»

Основные гидроксиды

(информационный лист)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Осно́вные гидрокси́ды — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (—OH) и в водном растворе диссоциируют с образованием анионов ОН− и катионов. Название основания обычно состоит из двух слов: слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже (или слова «аммония»). Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.

Получение

Взаимодействие сильноосновного оксида с водой позволяет получить сильное основание или щёлочь.

CaO + H2O = Ca (OH)2

Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя.

Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щелочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.

CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4

Также основание можно получить при взаимодействии щелочного или щелочноземельного металла с водой.

2Na + 2 H2O = 2NaOH + H2↑

Гидроксиды щелочных металлов в промышленности получают электролизом водных растворов солей:

2NaCl + 2H2O = 2NaOH +Cl2↑+ H2↑

Некоторые основания можно получить реакциями обмена:

Li2SO4 + BaCl2=2LiOH+BaSO4

Основания металлов встречаются в природе в виде минералов, например: гидраргиллита Al(OH)3, брусита Mg(OH)2.

Классификация

Основания классифицируются по ряду признаков.

8.  По растворимости в воде.

Растворимые основания (щёлочи): гидроксид лития LiOH, гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH.

Практически нерастворимые основания: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Be(OH)2.

Другие основания: NH3·H2O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов. Исключение составляет гидроксид лития LiOH, хорошо растворимый в воде, но являющийся слабым основанием.

9.  По количеству гидроксильных групп в молекуле.

Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)

Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)2)

Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)3)

10.  По летучести.

Летучие: NH3, CH3-NH2

Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.

11.  По стабильности.

Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)2

Нестабильные: гидроксид аммония NH3·H2O (гидрат аммиака).

12.  По степени электролитической диссоциации.

Сильные (α > 30 %): щёлочи.

Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.

13.  По наличию кислорода.

Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)2

Бескислородные: аммиак NH3, амины.

14.  По типу соединения:

Неорганические основания: содержат одну или несколько групп - OH.

Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.

Номенклатура

По номенклатуре IUPAC неорганические соединения, содержащие группы - OH, называются гидроксидами. Примеры систематических названий гидроксидов:

NaOH — гидроксид натрия

TlOH — гидроксид таллия(I)

Fe(OH)2 — гидроксид железа(II)

Химические свойства

·  В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:

KOH ↔ K+ + OH-

·  это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:

лакмус становится синим,

метилоранж — жёлтым,

фенолфталеин приобретает цвет фуксии.

·  При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:

LiOH + HCl = LiCl + H2O

Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.

·  При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно́вные соли, соответственно:

NaOH + H3PO4= NaH2PO4 + H2O

Fe(OH)2 + HCl = FeOHCl + H2O

·  Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:

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

·  Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:

2NaOH + Al2O3= 2 NaAlO2+ H2O

2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O

·  Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):

CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4

·  Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:

Cu(OH)2 ↓ = CuO+ H2O

·  Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.

·  Основания щелочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.

Стол №3 «Кислоты»

Оборудование: информационный лист «Кислоты», карта проекта по кислотам, поднос с приборами и реактивами к опытам (Оборудование: штатив, пробирки Реактивы: универсальный индикатор, известковая вода, соляная кислота, лакмус, карбонат кальция)

Кислоты

(информационный лист)

Слова "кислота" и "кислый" не зря имеют общий корень. Растворы всех кислот на вкус кислые. Это не означает, что раствор любой кислоты можно пробовать на язык – среди них встречаются очень едкие и даже ядовитые. Но такие кислоты как уксусная (содержится в столовом уксусе), яблочная, лимонная, аскорбиновая (витамин С), щавелевая и некоторые другие (эти кислоты содержатся в растениях) знакомы вам именно своим кислым вкусом. Соляная кислота входит в состав желудочного сока человека и животных и способствует перевариванию пищи.

Все кислоты, независимо от их происхождения, объединяет общее свойство – они содержат реакционноспособные атомы водорода. В связи с этим кислотам можно дать следующее определение:

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток

.

Химические свойства неорганических и органических кислот.

Кислый вкус, действие на индикаторы, электрическая проводимость, взаимодействие с металлами, основными и амфотерными оксидами, основаниями и солями, образование сложных эфиров со спиртами — эти свойства являются общими для неорганических и органических кислот.

1. В воде кислоты диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотных остатков, например:

Растворы кислот изменяют цвет индикаторов: лакмуса — в красный, метилового оранжевого — в розовый цвет фенолфталеина не изменяют.

2. Растворы кислот реагируют с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений левее водорода, при соблюдении ряда условий, важнейшим из которых является образование в результате реакции растворимой соли.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2