Комплексные соли для егэ по химии

2.7. Характерные химические свойства солей: средних, кислых, основных, комплексных (на примере соединений алюминия и цинка).

Химические свойства средних солей

Взаимодействие средних солей с металлами

Реакция соли с металлом протекает в том случае, если исходный свободный металл более активен, чем тот, который входит в состав исходной соли. Узнать о том, какой металл более активен, можно, воспользовавшись электрохимическим рядом напряжений металлов.

Так, например, железо взаимодействует с сульфатом меди в водном растворе, поскольку является более активным, чем медь (левее в ряду активности):

Fe + CuSO4 → Cu↓ + FeSO4

В то же время железо не реагирует с раствором хлорида цинка, поскольку оно менее активно, чем цинк:

Fe + ZnCl2

Следует отметить, что такие активные металлы, как щелочные и щелочноземельные, при их добавлении к водным растворам солей будут прежде всего реагировать не с солью, а входящей в состав растворов водой.

Взаимодействие средних солей с гидроксидами металлов

Оговоримся, что под гидроксидами металлов в данном случае понимаются соединения вида Me(OH)x.

Для того чтобы средняя соль реагировала с гидроксидом металла, должны одновременно (!) выполняться два требования:

  • в предполагаемых продуктах должен быть обнаружен осадок или газ;
  • исходная соль и исходный гидроксид металла должны быть растворимы.

Рассмотрим пару случаев, для того чтобы усвоить данное правило.

Определим, какие из реакций ниже протекают, и напишем уравнения протекающих реакций:

  • 1) PbS + KOH
  • 2) FeCl3 + NaOH

Рассмотрим первое взаимодействие сульфида свинца и гидроксида калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», обозначив таким образом, что пока не известно, протекает ли реакция на самом деле:

PbS + 2KOH

В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид свинца (II), который, судя по таблице растворимости, нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако, вывод о том, что реакция протекает, пока сделать нельзя, так как мы не проверили удовлетворение еще одного обязательного требования – растворимости исходных соли и гидроксида. Сульфид свинца – нерастворимая соль, а значит реакция не протекает, так как не выполняется одно из обязательных требований для протекания реакции между солью и гидроксидом металла. Т.е.:

сульфид свинца не реагирует с щелочами

Рассмотрим второе предполагаемое взаимодействие между хлоридом железа (III) и гидроксидом калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», как и в первом случае:

║FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KCl║

В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид железа (III), который нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако сделать вывод о протекании реакции пока еще нельзя. Для этого надо еще убедиться в растворимости исходных соли и гидроксида. Оба исходных вещества растворимы, значит мы можем сделать вывод о том, что реакция протекает. Запишем ее уравнение:

FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3↓ + 3KCl

Реакции средних солей с кислотами

Средняя соль реагирует с кислотой в том случае, если образуется осадок или слабая кислота.

Распознать осадок среди предполагаемых продуктов практически всегда можно по таблице растворимости. Так, например, серная кислота реагирует с нитратом бария, поскольку в осадок выпадает нерастворимый сульфат бария:

Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HNO3

Распознать слабую кислоту по таблице растворимости нельзя, поскольку многие слабые кислоты растворимы в воде. Поэтому список слабых кислот следует выучить. К слабым кислотам относят H2S, H2CO3, H2SO3, HF, HNO2, H2SiO3 и все органические кислоты.

Так, например, соляная кислота реагирует с ацетатом натрия, поскольку образуется слабая органическая кислота (уксусная):

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

Следует отметить, что сероводород H2S является не только слабой кислотой, но и плохо растворим в воде, в связи с чем выделяется из нее в виде газа (с запахом тухлых яиц):

Na2S + 2HCl → H2S↑ + 2NaCl

Кроме того, обязательно следует запомнить, что слабые кислоты — угольная и сернистая — являются неустойчивыми и практически сразу же после образования разлагаются на соответствующий кислотный оксид и воду:

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑

K2SO3 + 2HCl → 2KCl + H2O + SO2↑

Выше было сказано, что реакция соли с кислотой идет в том случае, если образуется осадок или слабая кислота. Т.е. если нет осадка и в предполагаемых продуктах присутствует сильная кислота, то реакция не пойдет. Однако есть случай, формально не попадающий под это правило, когда концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород при действии на твердые хлориды:

H2SO4(конц.) + NaCl = HCl + NaHSO4

Однако, если брать не концентрированную серную кислоту и твердый хлорид натрия, а растворы этих веществ, то реакция действительно не пойдет:

Реакции средних солей с другими средними солями

Реакция между средними солями протекает в том случае, если одновременно (!) выполняются два требования:

  • исходные соли растворимы;
  • в предполагаемых продуктах есть осадок или газ.

Например, сульфат бария не реагирует с карбонатом калия, поскольку несмотря на то что в предполагаемых продуктах есть осадок (карбонат бария), не выполняется требование растворимости исходных солей.

В то же время хлорид бария реагирует с карбонатом калия в растворе, поскольку обе исходные соли растворимы, а в продуктах есть осадок:

BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaCl

Газ при взаимодействии солей образуется в единственном случае – если смешивать при нагревании раствор любого нитрита с раствором любой соли аммония:

NaNO2 + NH4Cl → N2↑+ 2H2O + NaCl

Причина образования газа (азота) заключается в том, что в растворе одновременно находятся катионы NH4+ и анионы NO2 , образующие термически неустойчивый нитрит аммония, разлагающийся в соответствии с уравнением:

NH4NO2 → N2↑ + 2H2O

Реакции термического разложения солей

Разложение карбонатов

Все нерастворимые карбонаты, а также карбонаты лития и аммония термически неустойчивы и разлагаются при нагревании. Карбонаты металлов разлагаются до оксида металла и углекислого газа:

CaCO3 → CaO + CO2↑

Li2CO3 → Li2O + CO2↑

а карбонат аммония дает три продукта – аммиак, углекислый газ и воду:

(NH4)2CO3 = 2NH3↑ + CO2↑ + H2O

Разложение нитратов

Абсолютно все нитраты разлагаются при нагревании, при этом тип разложения зависит от положения металла в ряду активности. Схема разложения нитратов металлов представлена на следующей иллюстрации:

схема разложения нитратов металлов

Так, например, в соответствии с этой схемой уравнения разложения нитрата натрия, нитрата алюминия и нитрата ртути записываются следующим образом:

2NaNO3 → 2NaNO2 + O2↑

4Al(NO3)3→ 2Al2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑

Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2↑ + O2↑

Также следует отметить специфику разложения нитрата аммония и нитрата железа (II):

разложение нитрата аммонияразложение нитрата железа 2

Реакция разложения нитрата железа (II) снова стала встречаться в ЕГЭ по химии. В заданиях фигурирует формулировка о его разложении в токе воздуха, однако, что в токе воздуха, что без него, уравнение будет одинаковым. Писать оксид FeO при разложении нитрата железа (II) будет ошибкой.

Разложение солей аммония

Термическое разложение солей аммония чаще всего сопровождается образованием аммиака:

NH4HCO3 → NH3↑ + Н2O + CO2↑

NH4Cl → NH3↑ + HCl↑

(NH4)2SO4 = NH3 + NH4HSO4

В случае, если кислотный остаток обладает окислительными свойствами, вместо аммиака образуется какой-либо продукт его окисления, например, молекулярный азот N2 или оксид азота (I):

NH4NO2 → N2↑ + 2H2O

(NH4)2Cr2O7 → N2↑ + Cr2O3 + 4Н2O

разложение нитрата аммония NH4NO3

Разложение хлората калия

Реакция разложения хлората калия может протекать по-разному. В присутствии катализатора (как правило MnO2), реакция приводит к образованию хлорида калия и кислорода:

каталитическое разложение хлората калия

Без катализатора, реакция будет протекать по типу диспропорционирования:

разложение хлората калия без катализатора

Химические свойства кислых солей

Отношение кислых солей к щелочам и кислотам

Кислые соли реагируют с щелочами. При этом, если щелочь содержит тот же металл, что и кислая соль, то образуются средние соли:

NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

Также, если в кислотном остатке кислой соли осталось два или более подвижных атомов водорода, как, например, в дигидрофосфате натрия, то возможно образование как средней:

так и другой кислой соли с меньшим числом атомов водорода в кислотном остатке:

NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O

Важно отметить, что кислые соли реагируют с любыми щелочами, в том числе и теми, которые образованы другим металлом. Например:

Кислые соли, образованные слабыми кислотами, реагируют с сильными кислотами аналогично соответствующим средним солям:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑

2KHS + H2SO4 → K2SO4 + 2H2S↑

Более подробно, с разбором алгоритмов составления уравнений, взаимодействие кислых солей (в частности, гидрокарбонатов, дигидрофосфатов и гидрофосфатов) со щелочами рассмотрено в данной публикации. 

Термическое разложение кислых солей

Все кислые соли при нагревании разлагаются. В рамках программы ЕГЭ по химии из реакций разложения кислых солей следует усвоить, как разлагаются гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты металлов разлагаются уже при температуре более 60 оС. При этом образуются карбонат металла, углекислый газ и вода:

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2↑ + H2O

Последние две реакции являются основной причиной образования накипи на поверхности водонагревательных элементов в электрических чайниках, стиральных машинах и т.д.

Гидрокарбонат аммония разлагается без твердого остатка с образованием двух газов и паров воды:

NH4HCO3 → NH3↑ + Н2O + CO2↑

Химические свойства основных солей

Основные соли всегда реагируют со всеми сильными кислотами. При этом могут образоваться средние соли, если использовались кислота с тем же кислотным остатком, что и в основной соли, или смешанные соли, если кислотный остаток в основной соли отличается от кислотного остатка реагирующей с ней кислоты:

Cu(OH)Cl + HCl → CuCl2 + H2O

Cu(OH)Cl + HBr → CuBrCl + H2O

Также для основных солей характерны реакции разложения при нагревании, например:

(CuOH)2CO3 t°→ 2CuO + CO2↑ + H2O

Химические свойства комплексных солей (на примере соединений алюминия и цинка)

В рамках программы ЕГЭ по химии следует усвоить химические свойства таких комплексных соединений алюминия и цинка, как тетрагидроксоалюминаты и третрагидроксоцинкаты.

Тетрагидроксоалюминатами и тетрагидроксоцинкатами называют соли, анионы которых имеют формулы [Al(OH)4] и [Zn(OH)4]2- соответственно. Рассмотрим химические свойства таких соединений на примере солей натрия:

Данные соединения, как и другие растворимые комплексные, хорошо диссоциируют, при этом практически все комплексные ионы (в квадратных скобках) остаются целыми и не диссоциируют дальше:

Действие избытка сильной кислоты на данные соединения приводит к образованию двух солей:

Na[Al(OH)4] + 4HCl → NaCl + AlCl3 + 4H2O

При действии же на них недостатка сильных кислот в новую соль переходит только активный металл. Алюминий и цинк в составе гидроксидов выпадают в осадок:

Na[Al(OH)4] + HCl → NaCl + Al(OH)3↓ + H2O

Осаждение гидроксидов алюминия и цинка сильными кислотами не является удачным выбором, поскольку сложно добавить строго необходимое для этого количество сильной кислоты, не растворив при этом часть осадка. По этой причине для этого используют углекислый газ, обладающий очень слабыми кислотными свойствами и благодаря этому не способный растворить осадок гидроксида:

Na[Al(OH)4] + CO2 → NaHCO3 + Al(OH)3↓

Na2[Zn(OH)4] + 2CO2 → 2NaHCO3 + Zn(OH)2↓

В случае тетрагидроксоалюмината осаждение гидроксида также можно проводить, используя диоксид серы и сероводород:

Na[Al(OH)4] + SO2 → NaHSO3 + Al(OH)3↓

В случае тетрагидроксоцинката осаждение сероводородом невозможно, поскольку в осадок вместо гидроксида цинка выпадает его сульфид:2.7. Характерные химические свойства солей: средних, кислых, основных, комплексных (на примере соединений алюминия и цинка).

При упаривании растворов тетрагидроксоцинката и тетрагидроксоалюмината с последующим прокаливанием данные соединения переходят соответственно в цинкат и алюминат:

Na2[Zn(OH)4] → Na2ZnO2 + 2H2O

Na[Al(OH)4] → NaAlO2 + 2H2O

Материалы из методички: Сборник задач по теоретическим основам химии для студентов заочно-дистанционного отделения / Барботина Н.Н., К.К. Власенко, Щербаков В.В. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. -155 с.

Состав комплексных соединений

Номенклатура комплексных соединений

Реакции образования комплексных соединений

Реакции разрушения комплексных соединений

Диссоциация комплексных соединений

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Состав комплексных соединений

Рис. 1. Состав комплексного соединения

Комплексное соединение, рисунок 1, состоит из внутренней и внешней сферы. Центральная частица, вокруг которой расположены окружающие ее лиганды, называется комплексообразователем. Число лигандов комплексообразователя называется координационным числом.

Номенклатура комплексных соединений

Комплексное соединение может состоять из комплексного катиона, комплексного аниона или может быть нейтральным.

Соединения с комплексными катионамиВначале называют внешнесферный анион, затем перечисляют лиганды, затем называют комплексообразователь в родительном падеже (ему дается русское название данного элемента). После названия комплексообразователя в скобках римской цифрой указывается его степень окисления.

К латинскому названию анионного лиганда добавляется окончание “о” (F — фторо, Cl -хлоро, ОН — гидроксо, CN — циано и т.д). Аммиак обозначают термином “аммин”, СО – карбонил, NO – нитрозил, H2O – аква.

Число одинаковых лигандов называют греческим числительным: 2 –ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта и т.д.

[Cu(NH3)4]SO4 – сульфат тетраамминмеди (II),

[Ni(H2O)6]Cl2 – хлорид гексаакваникеля (II).

Вначале перечисляют лиганды анионные, затем нейтральные, затем катионные. Например,

[Pt(NH3)5Cl]Cl3 – хлорид хлоропентаамминплатины (IV) .

Если в комплексе имеются несколько лигандов одинакового знака заряда, то они называются в алфавитном порядке:

[CoCl2(H2O)(NH3)3]Cl – хлорид дихлороакватриамминкобальта (III).

Соединения с комплексными анионами. Вначале называют комплексный анион в именительном падеже: перечисляют лиганды, затем комплексообразователь (ему дается латинское название и к названию добавляется окончание “ат”). После названия комплексообразователя указывается его степень окисления. Затем в родительном падеже называется внешнесферный катион.

Na2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат (II) натрия;

K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия;

K2[СuCl4] – тетрахлорокупрат (II) калия.

Соединения без внешней сферы. Вначале называют лиганды, затем комплексообразователь в именительном падеже с указанием его степени окисления. Все название пишется слитно.

[Ni(CО)4] – тетракарбонилникель (0);

[Pt(NH3)2Cl4] – тетрахлородиамминплатина (IV).

Реакции образования комплексных соединений

Комплексные соединения обычно получают действием избытка лигандов на содержащее комплексообразователь соединение. Координационное число, как правило, в 2 раза больше степени окисления комплексообразователя. Из этого правила бывают, однако, исключения.

Образование гидроксокомплексов.

AlCl3 + 6NaOH(изб) = Na3[Al(OH)6] + 3NaCl

AlCl3 + 4NaOH(изб) = Na[Al(OH)4] + 3NaCl

ZnSO4 + 4NaOH(изб) = Na2[Zn(OH)4] + Na2SO4

Образование комплексных солей.

Если комплексообразователем является Fe2+ или Fe3+, то координационные числа в обоих случаях равны шести:

FeCl2 + 6KCN(изб) = K4[Fe(CN)6] + 2KCl

Fe2(SO4)3 + 12KCN(изб) = 2 K3[Fe(CN)6] + 3K2SO4

Координационные числа ртути и меди, как правило, равны четырем:

Hg(NO3)2 + 4KI(изб) = K2[HgI4] + 2KNO3

CuCl2 + 4NH3(изб) = [Cu(NH3)4]Cl2

Для большинства аква- и амминных комплексов ионов d-элементов координационное число равно шести:

NiCl2 + 6NH3 (изб) = [Ni(NH3)6]Cl2

Реакции разрушения комплексных соединений

Разрушение комплексных соединений происходит в результате:

      • образования малорастворимого соединения с комплексообразователем:

[Cu(NH3)4]SO4 + Na2S = CuS↓ + 4NH3↑ + Na2SO4

      • образования более прочного комплексного соединения с комплексообразователем или с лигандом:

[Cu(NH3)4]SO4 + 4KCN(изб) = K2[Cu(CN)4] + 4NH3↑ + K2SO4

[Cu(NH3)4]SO4 + 4HCl = 4NH4Cl + CuSO4

      • образования малодиссоциированного электролита:

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

      • действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы; в этом случае образуется соль и вода:

К3[Al(OH)6] + 6HCl(изб) = 3KCl + AlCl3 + 6H2O

      • нагревания некоторых комплексных соединений:

[Cu(NH3)4]SO4 → CuSO4 + 4NH3

Na[Al(OH)4] → NaAlO2 + 2H2O

      • окислительно-восстановительных реакций:

2Na[Ag(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Ag

6K4[Fe(CN)6] +K2Cr2O+7H2SO4=6K3[Fe(CN)6] +Cr2(SO4)+4K2SO+7H2O

Диссоциация комплексных соединений

Комплексные соединения в водных растворах практически полностью диссоциируют на внешнюю и внутреннюю сферы. В то же время комплексный ион диссоциирует в незначительной степени как ассоциированный электролит. Количественной характеристикой диссоциации внутренней сферы в растворе является константа нестойкости, представляющая собой константу равновесия процесса диссоциации комплексного иона.

Например, в растворе комплексное соединение [Ni(NH3)6]SO4 диссоциирует следующим образом:

[Ni(NH3)6]SO4 = [Ni(NH3)6]2+ + SO42-

Для комплексного иона [Ni(NH3)6]2+, диссоциирующего по уравнению

[Ni(NH3)6]2+ → Ni2+ + 6NH

константа равновесия процесса диссоциации носит название константы нестойкости Кн. Для рассматриваемого процесса Кн равна

Кн = [Ni2+]·[NH3]6 / [[Ni(NH3)6]2+                    (1)

Величина, обратная Кн, называется константой устойчивости:

Ку = 1/Кн                      (2)

Она представляет собой константу равновесия процесса образования комплексного иона:

Ni2+ + 6NH3 ↔ [Ni(NH3)6]2+

Константа нестойкости Кн связана с изменением энергии Гиббса процесса диссоциации комплекса уравнением:

ΔGTо = — RTln Кн                      (3)

Примеры решения задач:

Задача 1. Вычислите:

1) Концентрацию ионов NO3 в 0,01 М растворе [Ag(NH3)2]NO3.

2) Концентрацию Ag+ в 0,01 М растворе [Ag(NH3)2]NO3, содержащем 2 моль/л избыточного аммиака,
если Кн[Ag(NH3)2]+ = 5,7× 10 8 при 298 К.

3) Величину ΔGo298 процесса диссоциации комплексного иона.

Решение:

1)

[Ag(NH3)2]NO3 = [Ag(NH3)2]+ + NO3 

[NO3 ] = 0,01М, поскольку комплекс диссоциирует как сильный электролит на комплексный ион и ионы внешней сферы.

2) Комплексный ион диссоциирует незначительно:

[Ag(NH3)2]+ → Ag+ + 2NH3

Положение равновесия комплексного иона в присутствии избытка NH3 еще больше смещено влево.

Пусть продиссоциировало x моль/л комплексного иона, тогда образовалось x моль/л ионов Ag+ и 2x моль/л аммиака. Суммарная концентрация аммиака равна (2x+2) моль/л. Концентрация недиссоциированного комплексного иона [Ag(NH3)2]+ составляет: (0,01–x) моль/л.

Концентрация аммиака, связанная с диссоциацией комплексного иона, ничтожно мала по сравнению с избытком аммиака. Доля комплексного иона, подвергшегося диссоциации, также ничтожно мала. Значит,


x = 1,43× 10— 10

Следовательно, [Ag+] = 1,43× 10— 10 моль/л.

Константа нестойкости связана с изменением энергии Гиббса процесса диссоциации [Ag(NH3)2]+ уравнением:

ΔGоT = — RTln Кн .

Значит, при Т = 298 К получаем:

ΔGо298 = — 8,314× 298× ln5,7× 10— 8 = 41326 Дж = 413,3 кДж.

Задача 2. Произойдет ли осаждение AgCl при сливании 0,01М раствора [Ag(NH3)2]NO3, содержащего 2 моль/л избыточного NH3, с равным объемом 0,5М раствора KCl, если при 298 К ПР(AgCl) = 1,73× 10— 10, Кн.[Ag(NH3)2]+ = 5,7× 10— 8.

Решение. Осадок выпадет при условии: [Ag+][Сl ] > ПР(AgCl), т.е. если произведение концентраций ионов Ag+ и Сl в растворе будет больше ПР, то раствор окажется пересыщенным и из него будет выпадать осадок.

После смешения равных объемов растворов концентрации [Ag(NH3)2]NO3, NH3 и KCl уменьшатся в 2 раза и станут равными 5× 10-3, 1 и 0,25 М соответственно.

Найдем концентрацию [Ag+] тем же способом, что и в предыдущей задаче,

откуда x = 2,85× 10— 10.

Значит, [Ag+] = 2,85× 10— 10 моль/л, а [Сl ] = 0,25 моль/л.

Следовательно, произведение концентраций ионов равно:

[Ag+][Сl ] = 2,85× 10— 10× 0,25 = 7,1× 10— 11(моль/л)2.

Поскольку [Ag+][Сl ] = 7,1× 10— 11 < 1,73× 10— 10, то осадок не выпадет.

Задача 3. При какой концентрации ионов S2- начнется выпадение осадка CdS из 0,6М раствора Na2[Cd(CN)4], содержащего 0,04 моль/л избыточного NaCN, если ПР(CdS) = 7,9× 10— 27, Кн[Cd(CN)4]2- = 7,8× 10— 18.

Решение. Осадок выпадет при условии: [Cd2+][S2- ] > ПР(CdS), т.е. если произведение концентраций ионов Cd2+ и S2- в растворе будет больше ПР. Следовательно, выпадение осадка начнется при [S2-] > ПР(CdS):[Cd2+].

Na2[Cd(CN)4] = [Cd(CN)4]2- + 2Na+

Комплексный ион диссоциирует незначительно:

[Cd(CN)4]2- → Cd2+ + 4CN

Пусть продиссоциировало x моль/л комплексного иона, тогда образовалось x моль/л ионов Cd2+ и 4x моль/л ионов CN . Суммарная концентрация ионов CN равна (4x + 0,04) моль/л. Концентрация недиссоциированного комплексного иона [Cd(CN)4]2- составляет: (0,6 – x) моль/л.

Кн[Cd(CN)4]2- = [Cd2+ ] · [CN]4/ [[Cd(CN)4]2-]

x = 1,8·10— 12 .

Следовательно, [Cd2+] = 1,8·10— 12 моль/л.

Выпадение осадка начнется при [S2- ] > 7,9·10— 27: 1,8·10— 12 > 4,39·10— 15 моль/л.

Задачи для самостоятельного решения

1. Назовите следующие комплексные соединения:

Na2[Pt(CN)4Cl2],

[Cu(NH3)4](NO3)2,

[Cu(H2O)4]SO4

Na2[Pt(CN)4Cl2] – дихлоротетрацианоплатинат (IV) натрия;

[Cu(NH3)4](NO3)2 – нитрат тетраамминмеди (II);

[Cu(H2O)4]SO4 – сульфат тетрааквамеди (II);

2. Назовите следующие комплексные соединения

[Co(H2O)3Cl3],

[Ni(NH3)6][PtCl4].

[Co(H2O)3Cl3] – трихлоротриаквакобальт (III);

[Ni(NH3)6][PtCl4] – тетрахлороплатинат (II) гексаамминникеля (II).

3. Составьте уравнение химической реакции:

Cr2(SO4)3 + NaOH (изб.)→ 

4. Составьте уравнение химической реакции:

Cd(NO3)2 + Na2SO3 (изб.)→ 

5. Составьте уравнение химической реакции:

[Ag(NH3)2]NO3 + Na2S → 

6. Составьте уравнение химической реакции:

[Ag(NH3)2]NO3 -t→

7. Составьте уравнение химической реакции:

K4[Fe(CN)6] + Н2O2 + H2SO4

8. Сколько граммов серебра содержится в виде ионов в 0,04М растворе K[Ag(CN)2], содержащем в избытке 1,3 г KCN в 1 л раствора. Константа нестойкости иона [Ag(CN)2] — равна 1,4·10— 20.

9. Произойдет ли осаждение сульфида ртути, если к 1 л 0,3 М раствора K2[HgI4], содержащему избыточных 0,01 моль KI, добавить 1·10 4 моль K2S? ПР(HgS) = 1,6·10 52, Кн [HgI4]2- = 1,5·10 31.

10. При какой концентрации ионов Cl начнется выпадение осадка AgCl из 0,6М раствора [Ag(NH3)2]NO3, содержащего 1,2 моль/л избыточного аммиака, если ПР(AgCl) = 1,73·1010, Кн [Ag(NH3)2]+ = 5,7·10 8.

3 ноября 2021

В закладки

Обсудить

Жалоба

Комплексные (координационные) соединения

Презентация предназначена для изучения материала по теме «Комплексные соединения» на углубленном уровне в 11 классе.

Комплексные соединения (КС) – это вещества, в состав которых входят сложные ионы, существующие как в кристалле, так и в растворе.

kompleks-s.pptx
kompleks-s.pdf

Автор: Плис Татьяна Фёдоровна.

1. Металл + кислота = соль + водород 

2. Металл + соль=  соль + металл

3. Металл (амфотерный) + щелочь (сплавление)  = соль + водород 

4. Основной оксид +  кислота  =  соль  +  вода

5. Основный оксид + кислотный оксид = соль

6. Кислотный оксид + основание = соль  + вода

7. Кислотный оксид + соль более летучей кислоты = соль  + летучий оксид

8. Амфотерный  оксид + карбонаты щелочных металлов  =  соль + газ

9. Гидриды металлов  разлагаются  кислотами = соль + водород: 

10. Щёлочь + кислота =  соль + Н₂О (реакция нейтрализации)

11. Соль  с кислотными оксидами = кислые и средние соли (избыток щелочи → средняя, избыток оксида → кислая)

12. Щелочь с растворами средних солей = соль + основание

13. Щелочь с кислыми солями = средняя соль.

14. Щелочь  с амфотерными оксидами и гидроксидами = средняя соль (сплавление)+ H2O

15. Щелочь с амфотерными металлами (кроме Fe и Cr) = средняя соль + H2↑ (сплавление)

16. Щелочь  с  неметаллами =  соль + H2↑, с   серой  и галогенами – 2 соли (кислородсодержащая +  бескислородная + H2O (не реагируют  N2, C, O2, инертные  газы) 

17.  Взаимодействие кислот  с растворами солей →соль + кислота (образуется осадок или газ)

18. Соль1 + соль2 = соль3 + соль4 

19. Кислые  соли  с металлами, стоящими  левее атома водорода = средние соли + водород

20. Кислые соли  с основными оксидами = средняя соль + вода

21.Кислые соли  с основаниями = средняя соль + вода

22. Кислые соли с кислотами =  кислота более слабая или летучая + соль (обычно берут сухую соль и действуют на нее концентрированной кислотой):

23. Разложение  кислых солей = средняя соль + вода + оксид

24. Основные соли, образованные сильными кислотами, при добавлении соответствующего кислотного гидроксида переходят в средние

содержат кислые кислотные остатки (с водородом)  HCO3‑, Н2РO42‑, HPO42‑ и др.

NaHSO4- гидросульфат натрия

 Ва(Н2РO4)2 – дигидрофосфат бария

1. ДИССОЦИАЦИЯ КИСЛЫХ СОЛЕЙ
Почти все кислые соли хорошо растворимы в воде, диссоциируют  нацело 

КHSO4 → К⁺ +  HSO4¯

Образующиеся кислые анионы, в свою очередь, обратимо диссоциируют: 

HSO4¯ ↔ H⁺ + SO4²¯

2. РЕАГИРУЮТ С МЕТАЛЛАМИ (стоящими левее водорода) = СРЕДНЯЯ СОЛЬ + ВОДОРОД 

2KНSO4 + Mg = H2 + MgSO4 + K2SO4 

3. РЕАГИРУЮТ С ОСНОВНЫМИ ОКСИДАМИ = СРЕДНЯЯ СОЛЬ + ВОДА 

2KHSO4 + MgO = H2O + MgSO4 + K2SO4, 

2NaHCO3 + CuO = H2O + CuCO3 + Na2CO3 

4. РЕАГИРУЮТ С ЩЕЛОЧАМИ = СРЕДНЯЯ СОЛЬ + ВОДА 

NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + Н2O

Pb(HSO4)2 + Pb(OH)2 = 2PbSO4↓ + 2H2O

5. РЕАГИРУЮТ С КИСЛОТАМИ, если  в результате реакции образуется кислота более слабая или летучая (обычно берут сухую соль и действуют на нее концентрированной кислотой):

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑

5. С РАСТВОРАМИ СОЛЕЙ, если выпадает осадок, выделяется газ или образуется вода:

2KHSO4 + MgCO3 = H2O + CO2↑ + K2SO4 + MgSO4, 

2KHSO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + K2SO4 + 2HCl. 

2NaHCO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + Na2CO3 + 2HCl 

6. НЕКОТОРЫЕ КИСЛЫЕ СОЛИ ПРИ НАГРЕВАНИИ РАЗЛАГАЮТСЯ

Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ + CO2↑ + H2O 

2NaHCO3 = CO2↑ + H2O + Na2CO3 

СОЛИ МЕТАЛЛОВ I ГРУППЫ А 

Все соли растворимы, за исключением  фторида, фосфата и силиката  (LiF, Li3PO4, Li2SiO3)


СОЛИ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ

Жесткость воды и способы еѐ устранения. 

ВРЕМЕННАЯ

Вызывается наличием катионов кальция и магния и гидрокарбонат-анионов. 

Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2. 

Для удаления используют кипячение, добавление извести, соды: 

Ca(HCO3)2  = СаСО3↓ + СО2↑ + Н2О 

Са(ОН)2 + Ca(HCO3)2 =2СаСО3↓ + 2Н2О 

Na2CO3 + Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ + 2NaHCO3

ПОСТОЯННАЯ

Вызывается наличием катионов кальция и магния и сульфат и  хлорид-ионов. 

MgCl2, CaCl2, CaSO4, MgSO4

Для удаления используют ионный обмен, добавление соды: 

СаСl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl


СОЛИ МЕДИ

МАЛАХИТ   Cu2(OH)2CO3. 

Разложение малахита:

Cu2(OH)2CO3   = 2CuO + CO2↑  + H2O


СОЛИ ЖЕЛЕЗА II

Соли железа (II) обесцвечивают растворы перманганата калия и бромную воду.

10Fe SO4+ 2KMnO4 + 8H2SO4  → 5Fe2(SO4)3  + 2MnSO4 + 8H2O

2FeSO4  + Br2 + H2SO4  → Fe2(SO4)3  + 2HBr

СОЛИ ЖЕЛЕЗА III

Соли железа (III) проявляют свойства окислителей

2FeCl₃+ Cu → FeCl₂ + CuCl₂

2FeCl₃+ 2NaI → 2FeCl₂ +  I₂ 

СОЛИ АММОНИЯ

1. Разложение при нагревании. 

разложение без ОВР → с выделением аммиака (хлорид, карбонат, фосфат, сульфат).

NH4Cl ⇄NH3 + HCl 

NH4HCO3 =NH3 + Н2O + CO2

b) окислительно-востановительное разложение (нитрат, нитрит, дихромат).

NH4NO3 = N2O + 2Н2O 

NH4NO2 = N2 + 2Н2O

(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4Н2O


НИТРАТЫ
    РАЗЛОЖЕНИЕ  

1.Нитраты щелочных металлов → нитрит + О2↑ :

2КNО3 = 2КNО2 + О2↑.

2.Нитраты от щелочноземельных металлов до меди включительно → оксид металла + NО2  + O2↑ :

2Сu(NО3)2 = 2СuО + 4NО2 + O2↑,

3.Нитраты наиболее тяжелых металлов (после Cu ) →  свободный металл + NО2  + О2↑:

Hg(NО3)2 = Нg + 2NО2 + О2↑,

4. Нитрат аммония:

NН4NО3 = N2О + 2Н2O.


СОЛИ ХРОМА (II) 

Все соли хрома (II) – сильные восстановители,  в растворах окисляются кислородом воздуха: 

4CrCl2 + O2 + 4HCl = 4CrCl3 + 2H2O

Бывают трех  видов: 

соли хрома (III) (CrCl₃) 

хромиты NaCrO₂ 

гидроксокомплексы K₃[Cr(OH)₆]. 

СОЛИ ХРОМА (III): 
1. Проявляют восстановительные свойства, переходя в Cr⁺⁶. 

Cr₂(SO₄)₃ +3H₂O + 10NaOH = Na₂CrO₄ + 3Na₂SO₄ + H₂O

2CrCl₃+ 3Cl₂ +16NaOH = 2Na₂CrO₄ + 12NaCl + 8H₂O

10CrCl₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ + 11H₂O = 5H₂Cr₂O₇ + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄ + 30HCl

2. Сильные восстановители  →Cr⁺². 

CrCl₃+ 3H°(Zn + HCl) = CrCl₂ + HCl

3. Взаимный гидролиз (в гидролизе): 

при смешивании растворов солей хрома (III) с растворами сульфидов, сульфитов, карбонатов происходит выпадение осадка гидроксида хрома (III) и выделение газа: 

2CrCl₃ + 3Na₂S + 6H₂O = 2Cr(OH)₃ + 3H₂S↑ + 6NaCl 

Хромиты устойчивы в щелочной среде, в кислой — разрушаются. 

недостаток кислоты → основание

NaCrO₂ + HCl + H₂O = Cr(OH)₃ + NaCl ; 

избыток кислоты → средняя соль 

NaCrO₂ + 4HCl = CrCl₃ + NaCl + 2H₂O. 

ТЕТРАГИДРОКСОХРОМАТЫ

Разлагаются при нагревании

Na₃[(Cr(OH)₆](конц.) = Cr(OH)₃↓ + 3NaOH (кипячение)

2. Разлагаются при взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами

Na₃[(Cr(OH)₆] + 3HCl (разб, нед.) = Cr(OH)₃↓ + 3NaCl + 3H₂O

Na₃[(Cr(OH)₆] + 6HCl (конц, изб.) = CrCl ₃↓ + 3NaCl + 6H₂O

K₃[(Cr(OH)₆](р-р) + 3SO₂ = Cr(OH)₃↓ + 3KHSO₃

3. Подвергаются гидролизу

Na₃[(Cr(OH)₆](р-р) + FeCl₃ (р-р) = Cr(OH)₃↓ + 3Fe(OH)₃↓ + 3 NaCl

4. Окисляются сильными окислителями до хроматов

2Na₃[(Cr(OH)₆] + 3Cl₂ + 4NaOH (конц.) = 2Na₂CrO₄ + 6NaCl + 8H₂O

Na₃[(Cr(OH)₆] + NaBrO (конц.) = 2Na₂CrO₄ + NaBr + 2NaOH + 5H₂O

2K₃[(Cr(OH)₆](р-р) + 3H₂O₂ = 2K₂CrO₄ + NaBr + 2KOH + 8H₂O

ХРОМАТЫ  И ДИХРОМАТЫ 

ХРОМАТЫ – CrO₄²⁻  (желтого цвета)

ДИХРОМАТЫ —  Cr₂O7²⁻  (оранжевого цвета) 

Хроматы устойчивы в щелочной среде, а дихроматы – в кислой,  сильные окислители. 

1. Хроматы  и дихроматы (бихроматы)  восстанавливаются до Сr+3;  хроматы более слабые окислители, чем дихроматы. 

2K2CrO4 + 16НС1(конц) = 2СrС13 + 3Cl₂+ 4KC1 + 8H2O

2K2CrO4 + 3H₂S(г) + 2H2O(гор) = 2Cr(OH)3↓+ 3S↓+ 4KOH

Дихроматы реагируют со многими веществами по индивидуальному механизму. 

K2Cr2O7 + H2SO4(конц) = 2CrO3 + K2SO4 + H2O.

K2Cr2O7 +  2NaOH → K2CrO4 + Na 2CrO4 + H2O

 K2Cr2О7  + 3H₂S + 2H2O = 2Cr(OH)3↓+ 3S↓+ 2KOH

K2Cr2О7  + 3KNО2 + 4H2SО4(разб) = Cr2(SО4)3 +3KNО3 + K2SО4 + 4H2О 

K2Cr2О7 + 4A1 = 2Cr + 2KA1О2 + A12О3  

K2Cr2О7 + S = Cr2О3 + K2SО4 

4. Хроматы и дихроматы разлагаются  при нагревании 

4К2Сr2О7 = 4K2CrО4 + 2Cr2О3 + 3О₂↑

 (NH4)2Cr2О7 = N2↑+ Cr2О3 + 4H2О 

ПЕРМАНГАНАТ КАЛИЯ KMnO4 

тѐмно-фиолетовое кристаллическое вещество, растворимое в воде. 


1. При нагревании разлагается с выделением кислорода: 

2KMnO4 =  K2MnO4 + MnO2 + O2↑

2. При стоянии в растворе постепенно распадается: 

4KMnO4 + 2H2O =4MnO2 + 4KOH + 3O2↑

Химические свойства средних солей

Взаимодействие средних солей с металлами

Реакция соли с металлом протекает в том случае, если исходный свободный металл более активен, чем тот, который входит в состав исходной соли. Узнать о том, какой металл более активен, можно, воспользовавшись электрохимическим рядом напряжений металлов.

Так, например, железо взаимодействует с сульфатом меди в водном растворе, поскольку является более активным, чем медь (левее в ряду активности):

Fe + CuSO4 → Cu↓ + FeSO4

В то же время железо не реагирует с раствором хлорида цинка, поскольку оно менее активно, чем цинк:

Fe + ZnCl2

Следует отметить, что такие активные металлы, как щелочные и щелочноземельные, при их добавлении к водным растворам солей будут прежде всего реагировать не с солью, а входящей в состав растворов водой.

Взаимодействие средних солей с гидроксидами металлов

Оговоримся, что под гидроксидами металлов в данном случае понимаются соединения вида Me(OH)x.

Для того чтобы средняя соль реагировала с гидроксидом металла, должны одновременно (!) выполняться два требования:

  • в предполагаемых продуктах должен быть обнаружен осадок или газ;
  • исходная соль и исходный гидроксид металла должны быть растворимы.

Рассмотрим пару случаев, для того чтобы усвоить данное правило.

Определим, какие из реакций ниже протекают, и напишем уравнения протекающих реакций:

  • 1) PbS + KOH
  • 2) FeCl3 + NaOH

Рассмотрим первое взаимодействие сульфида свинца и гидроксида калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», обозначив таким образом, что пока не известно, протекает ли реакция на самом деле:

PbS + 2KOH

В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид свинца (II), который, судя по таблице растворимости, нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако, вывод о том, что реакция протекает, пока сделать нельзя, так как мы не проверили удовлетворение еще одного обязательного требования – растворимости исходных соли и гидроксида. Сульфид свинца – нерастворимая соль, а значит реакция не протекает, так как не выполняется одно из обязательных требований для протекания реакции между солью и гидроксидом металла. Т.е.:

сульфид свинца не реагирует с щелочами

Рассмотрим второе предполагаемое взаимодействие между хлоридом железа (III) и гидроксидом калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», как и в первом случае:

║FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KCl║

В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид железа (III), который нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако сделать вывод о протекании реакции пока еще нельзя. Для этого надо еще убедиться в растворимости исходных соли и гидроксида. Оба исходных вещества растворимы, значит мы можем сделать вывод о том, что реакция протекает. Запишем ее уравнение:

FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3↓ + 3KCl

Реакции средних солей с кислотами

Средняя соль реагирует с кислотой в том случае, если образуется осадок или слабая кислота.

Распознать осадок среди предполагаемых продуктов практически всегда можно по таблице растворимости. Так, например, серная кислота реагирует с нитратом бария, поскольку в осадок выпадает нерастворимый сульфат бария:

Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HNO3

Распознать слабую кислоту по таблице растворимости нельзя, поскольку многие слабые кислоты растворимы в воде. Поэтому список слабых кислот следует выучить. К слабым кислотам относят H2S, H2CO3, H2SO3, HF, HNO2, H2SiO3 и все органические кислоты.

Так, например, соляная кислота реагирует с ацетатом натрия, поскольку образуется слабая органическая кислота (уксусная):

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

Следует отметить, что сероводород H2S является не только слабой кислотой, но и плохо растворим в воде, в связи с чем выделяется из нее в виде газа (с запахом тухлых яиц):

Na2S + 2HCl → H2S↑ + 2NaCl

Кроме того, обязательно следует запомнить, что слабые кислоты — угольная и сернистая — являются неустойчивыми и практически сразу же после образования разлагаются на соответствующий кислотный оксид и воду:

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑

K2SO3 + 2HCl → 2KCl + H2O + SO2↑

Выше было сказано, что реакция соли с кислотой идет в том случае, если образуется осадок или слабая кислота. Т.е. если нет осадка и в предполагаемых продуктах присутствует сильная кислота, то реакция не пойдет. Однако есть случай, формально не попадающий под это правило, когда концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород при действии на твердые хлориды:

H2SO4(конц.) + NaCl = HCl + NaHSO4

Однако, если брать не концентрированную серную кислоту и твердый хлорид натрия, а растворы этих веществ, то реакция действительно не пойдет:

Реакции средних солей с другими средними солями

Реакция между средними солями протекает в том случае, если одновременно (!) выполняются два требования:

  • исходные соли растворимы;
  • в предполагаемых продуктах есть осадок или газ.

Например, сульфат бария не реагирует с карбонатом калия, поскольку несмотря на то что в предполагаемых продуктах есть осадок (карбонат бария), не выполняется требование растворимости исходных солей.

В то же время хлорид бария реагирует с карбонатом калия в растворе, поскольку обе исходные соли растворимы, а в продуктах есть осадок:

BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaCl

Газ при взаимодействии солей образуется в единственном случае – если смешивать при нагревании раствор любого нитрита с раствором любой соли аммония:

NaNO2 + NH4Cl → N2↑+ 2H2O + NaCl

Причина образования газа (азота) заключается в том, что в растворе одновременно находятся катионы NH4+ и анионы NO2 , образующие термически неустойчивый нитрит аммония, разлагающийся в соответствии с уравнением:

NH4NO2 → N2↑ + 2H2O

Реакции термического разложения солей

Разложение карбонатов

Все нерастворимые карбонаты, а также карбонаты лития и аммония термически неустойчивы и разлагаются при нагревании. Карбонаты металлов разлагаются до оксида металла и углекислого газа:

CaCO3 → CaO + CO2↑

Li2CO3 → Li2O + CO2↑

а карбонат аммония дает три продукта – аммиак, углекислый газ и воду:

(NH4)2CO3 = 2NH3↑ + CO2↑ + H2O

Разложение нитратов

Абсолютно все нитраты разлагаются при нагревании, при этом тип разложения зависит от положения металла в ряду активности. Схема разложения нитратов металлов представлена на следующей иллюстрации:

схема разложения нитратов металлов

Так, например, в соответствии с этой схемой уравнения разложения нитрата натрия, нитрата алюминия и нитрата ртути записываются следующим образом:

2NaNO3 → 2NaNO2 + O2↑

4Al(NO3)3→ 2Al2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑

Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2↑ + O2↑

Также следует отметить специфику разложения нитрата аммония:

разложение нитрата аммония

Разложение солей аммония

Термическое разложение солей аммония чаще всего сопровождается образованием аммиака:

NH4HCO3 → NH3↑ + Н2O + CO2↑

NH4Cl → NH3↑ + HCl↑

(NH4)2SO4 = NH3 + NH4HSO4

В случае, если кислотный остаток обладает окислительными свойствами, вместо аммиака образуется какой-либо продукт его окисления, например, молекулярный азот N2 или оксид азота (I):

NH4NO2 → N2↑ + 2H2O

(NH4)2Cr2O7 → N2↑ + Cr2O3 + 4Н2O

разложение нитрата аммония NH4NO3

Химические свойства кислых солей

Отношение кислых солей к щелочам и кислотам

Кислые соли реагируют с щелочами. При этом, если щелочь содержит тот же металл, что и кислая соль, то образуются средние соли:

NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

Также, если в кислотном остатке кислой соли осталось два или более подвижных атомов водорода, как, например, в дигидрофосфате натрия, то возможно образование как средней:

так и другой кислой соли с меньшим числом атомов водорода в кислотном остатке:

NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O

Важно отметить, что кислые соли реагируют с любыми щелочами, в том числе и теми, которые образованы другим металлом. Например:

Кислые соли, образованные слабыми кислотами, реагируют с сильными кислотами аналогично соответствующим средним солям:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑

2KHS + H2SO4 → K2SO4 + 2H2S↑

Термическое разложение кислых солей

Все кислые соли при нагревании разлагаются. В рамках программы ЕГЭ по химии из реакций разложения кислых солей следует усвоить, как разлагаются гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты металлов разлагаются уже при температуре более 60 оС. При этом образуются карбонат металла, углекислый газ и вода:

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2↑ + H2O

Последние две реакции являются основной причиной образования накипи на поверхности водонагревательных элементов в электрических чайниках, стиральных машинах и т.д.

Гидрокарбонат аммония разлагается без твердого остатка с образованием двух газов и паров воды:

NH4HCO3 → NH3↑ + Н2O + CO2↑

Химические свойства основных солей

Основные соли всегда реагируют со всеми сильными кислотами. При этом могут образоваться средние соли, если использовались кислота с тем же кислотным остатком, что и в основной соли, или смешанные соли, если кислотный остаток в основной соли отличается от кислотного остатка реагирующей с ней кислоты:

Cu(OH)Cl + HCl → CuCl2 + H2O

Cu(OH)Cl + HBr → CuBrCl + H2O

Также для основных солей характерны реакции разложения при нагревании, например:

(CuOH)2CO3 t°→ 2CuO + CO2↑ + H2O

Химические свойства комплексных солей (на примере соединений алюминия и цинка)

В рамках программы ЕГЭ по химии следует усвоить химические свойства таких комплексных соединений алюминия и цинка, как тетрагидроксоалюминаты и третрагидроксоцинкаты.

Тетрагидроксоалюминатами и тетрагидроксоцинкатами называют соли, анионы которых имеют формулы [Al(OH)4] и [Zn(OH)4]2- соответственно. Рассмотрим химические свойства таких соединений на примере солей натрия:

Данные соединения, как и другие растворимые комплексные, хорошо диссоциируют, при этом практически все комплексные ионы (в квадратных скобках) остаются целыми и не диссоциируют дальше:

Действие избытка сильной кислоты на данные соединения приводит к образованию двух солей:

Na[Al(OH)4] + 4HCl → NaCl + AlCl3 + 4H2O

При действии же на них недостатка сильных кислот в новую соль переходит только активный металл. Алюминий и цинк в составе гидроксидов выпадают в осадок:

Na[Al(OH)4] + HCl → NaCl + Al(OH)3↓ + H2O

Осаждение гидроксидов алюминия и цинка сильными кислотами не является удачным выбором, поскольку сложно добавить строго необходимое для этого количество сильной кислоты, не растворив при этом часть осадка. По этой причине для этого используют углекислый газ, обладающий очень слабыми кислотными свойствами и благодаря этому не способный растворить осадок гидроксида:

Na[Al(OH)4] + CO2 → NaHCO3 + Al(OH)3↓

Na2[Zn(OH)4] + 2CO2 → 2NaHCO3 + Zn(OH)2↓

В случае тетрагидроксоалюмината осаждение гидроксида также можно проводить, используя диоксид серы и сероводород:

Na[Al(OH)4] + SO2 → NaHSO3 + Al(OH)3↓

В случае тетрагидроксоцинката осаждение сероводородом невозможно, поскольку в осадок вместо гидроксида цинка выпадает его сульфид:2.7. Характерные химические свойства солей: средних, кислых, основных, комплексных (на примере соединений алюминия и цинка).

При упаривании растворов тетрагидроксоцинката и тетрагидроксоалюмината с последующим прокаливанием данные соединения переходят соответственно в цинкат и алюминат:

Na2[Zn(OH)4] → Na2ZnO2 + 2H2O

Na[Al(OH)4] → NaAlO2 + 2H2O

Автор: С.И. Широкопояс https://scienceforyou.ru/

Химические свойства солей

1. Взаимодействие растворов солей с металлами

Более активные металлы вытесняют из солей менее активные металлы:

Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4 
Железо является более активным металлом, чем медь, так как стоит левее в ряду активностей металлов, следовательно вытесняет медь из ее соли. Такие реакции протекают в растворах, следовательно, соли должны быть растворимыми.

Ag + CuSO4 → реакция не идет, так как серебро стоит правее меди в ряду активностей металлов и, следовательно, является более слабым металлом.

2. Соли вступают в реакции ионного обмена с щелочами:
Условия:
 1) оба реагента должны быть растворимыми; 2) должен выпадать осадок или выделяться газ.

2NaOH + ZnCl2 → Zn(OH)2 + 2NaCl
NaOH + NH4NO3 → NH3 + NaNO3 + H2O

Cu(OH)2 + NaNO3 → реакция не идет, так как гидроксид меди (II) нерастворим.

3. Соли вступают в реакции ионного обмена с кислотами:
Условие:
должен выделяться газ, выпадать осадок или образовываться более слабая кислота:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3
K3PO4 + HCl → NaCl + H3PO4 (слабая кислота)

4. Некоторые соли могут вступать в окислительно-восстановительные реакции.

1) Соли, проявляющие окислительные свойства: соли кислородсодержащих кислот галогенов (KClO3, KClO4 и др.), KMnO4, K2CrO7, нитраты (KNO3 и др) и некоторые другие.

2KClO3 + 3FeSO4 + 12KOH →  2KCl + 3K2FeO4 + 3K2SO4 + 6H2O
3KBrO4 + 8NH3 →  3KBr + 4N2­ + 12H2O
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 →  2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
K2Cr2O7 + 3KNO2 + 8HNO3 → 2Cr(NO3)3 + 5KNO3 + 4H2O
KNO3 + MnO2 + 2KOH →  KNO2 + K2MnO4 + H2O
2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

2) Соли, прявляющие восстановительные свойства: соли Fe+2, Cr+2, Cr+3, Sn+2, Cu+, K2S и сульфиды, K2SO3 и сульфиты и некоторые другие.

2CrCl2 + 4H2SO4(к) →  Cr2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O
Cr2O3 + NaClO3 + 2K2CO3 →  2K2CrO4 + NaCl + 2CO2
Cu2S + 14HNO3(к) →  H2SO4 + 2Cu(NO3)2 + 10NO2­ + 6H2O
3Na2S + K2Cr2O7 + 7H2SO4 →  3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Na2SO4 + 7H2O
Na2SO3 + H2O2 →  Na2SO4 + H2O

5. Химические свойства кислых солей

1) Реагируют с металлами:
2KНSO4 + Ca →  CaSO4 + K2SO4 + H2
2NaHSO4 + Zn → ZnSO4 + Na2SO4 + H2

2) Реагируют с оксидами и гидроксидами металлов:
2KHSO4 + MgO →  MgSO4 + K2SO4 + H2O
2KHSO4 + 2NaOH →  K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O
2KHSO4 + Cu(OH)2 →  K2SO4 + CuSO4 + 2H2O

3) Реагирую с солями, если выделяется газ или образуется осадок:
2KHSO4 + CaCO3 →  K2SO4 + CaSO4 + CO2 + H2O
2KHSO4 + CaCl2 →  CaSO4 + K2SO4 + 2HCl
KHS + Cu(NO3)2 →  CuS + KNO3 + HNO3
AgH2PO4 + NH4Br → AgBr + NH4H2PO4
3NaHCO3 + AlCl3  → Al(OH)3 + 3NaCl + 3CO2

4) Реагируют с основаниями с образованием средних солей:
KНСO3 + KОН →  K2СO3 + H2O
NaHCO3 + KOH →  KNaCO3 + H2O

2KHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + K2CO3 + 2H2O или
KHCO+ Ba(OH)2(изб.)  →  BaCO3 + KOH + H2O

3Mg(H2PO4)2 + 12KOH → Mg3(PO4)2 + 4K3PO4 + 12H2O или
Mg(H2PO4)2 + 6KOH → Mg(OH)2 + 2K3PO4 + 4H2O

3NaH2PO4 + 3Ba(OH)2 → Ba3(PO4)2 + Na3PO4 + 6H2O или
2NaH2PO4 + 3Ba(OH)2 → Ba3(PO4)2 + 2NaOH + 4H2O

Ca(H2PO4)2 + 2Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 4H2O
2NH4H2PO4 + 3Ba(OH)2 → Ba3(PO4)2 + 2NH3 + 6H2O

5) Реагируют с кислотами с образованием средних солей, если выделяется газ или образуется осадок:
NaHCO3 + HCl →  NaCl + H2O + CO2
2KHS + H2SO4 →  K2SO4 + 2H2S

6) Разлагаются при нагревании:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O (t)
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O (t)
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O (t)
NH4HCO3 → NH3 + CO2+ H2O (t)

6. Химические свойства комплексных солей

1) Реагируют с CO2 и SO2 с образованием амфотерных гидроксидов (могут образовываться как средние, так и ксилые соли):
Na[Al(OH)4] + CO2 → NaHCO3 + Al(OH)3 или
2Na[Al(OH)4] + CO2 → Na2CO3 + 2Al(OH)3 + H2O

K3[Cr(OH)6]+ 3SO2 →  3KHSO3 + Cr(OH)3

2) Реагируют с кислотами (могут образовываться как средние, так и ксилые соли)

Na[Al(OH)4] + HCl →  NaCl + Al(OH)3 + H2O
K3[Cr(OH)6] + 3HNO3 →  3KNO3 + Cr(OH)3 + 3H2O
K[Al(OH)4] + H2S(изб.) → KHS + Al(OH)3 + H2O

Но:
K2[Zn(OH)4] + 3H2S → 2KHS + ZnS + 4H2O

3) Разлагаются при нагревании:
Na[Al(OH)4] →  NaAlO2 + 2H2O (t)
K2[Zn(OH)4] → K2ZnO2 + 2H2O (t)

7. Разложение средних солей при нагревании

1) Нерастворимые карбонаты разлагаются при нагревании:
CaCO3 → CaO + CO2 (t)
FeCO3 → FeO + CO2 (t)
MgCO3 → MgO + CO2 (t)

2) Нитраты разлагаются при нагревании. Продукты зависят от положения металла в ряду активности металлов:

MNO3 → MNO2 + O2  M – металл, находящийся в ряду активности металлов левее Mg, исключая Li.
MNO3 → MO + NO2 + O2 M – металл, находящийся в ряду активности металлов от Mg до Cu (Mg и Cu включительно), а также Li.
MNO3 → M + NO2 + O2 M – металл, находящийся в ряду активности металлов правее Cu.

3) Соли аммония разлагаются при нагревании:
NH4Cl → NH3 + HCl (t)
(NH4)3PO4 → 3NH3 + H3PO4(t)
(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O (t)

Соли аммония азотной и азотистой кислот разлагаются с изменением степени окисления:

NH4NO3 →  N2O + H2O (t)
NH4NO2 →  N2 + H2O (t)

4) Термическое разложение кислородсодержащих солей хлора:
2KClO3 → 2KCl + 3O2 (t, kt = MnO2)

Правило 8. Соли слабой кислоты и амфотерного металла реагируют с оксидами щелочных металов, щелочами и карбонатами щелочных металлов:

ZnCO3(тв.) + K2O(тв.) → K2ZnO2 + CO2­

ZnCO3(тв.) + 2KOH(тв.) → K2ZnO2 + CO2­ + H2O

ZnCO3(тв.) + K2CO3(тв.) → K2ZnO2 + 2CO2­

Правило 9. Соли соединений Zn, Be и Al разлагаются водой, кислотами, хлоридом аммония:

NaAlO2 + 2H2O → Na[Al(OH)4]

NaAlO2 + 4HCl → AlCl3 + NaCl + 2H2O (в избытке HCl)

NaAlO2 + HCl + H2O → NaCl + Al(OH)3 (в недостатке HCl)

NaAlO2 + NH4Cl + H2O → Al(OH)3 + NaCl + NH3­.

Соли, получение, свойства.

Получение солей.

Способ
получения

Примеры

Примечания

1.
Металл + неметалл

2K+Cl2
t   2KCl

Соли
бескислородных кислот

2.
Металл + кислота.

А)
с минеральными кислотами (соляной, фосфорной, уксусной, разбавленной серной):
Fe+H2SO4 (разб.)
=
FeSO4+H2­

Б)
с азотной и конц.серной

3Cu+8HNO3(разб.)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2

А)
металлы левее Н

3.
Оксид + оксид

CaO+CO2 = CaCO3           

ВаО
+
ZnO = BaZnO2 цинкат
бария

ZnO + SO3 = ZnSO4

Идёт
при нагревании. Соль должна существовать.

4.
Основный и амфотерный оксид + кислота.

А) H2SO4+CаO = CаSO4+H2O

   
H2SO4+ZnO = ZnSO4+H2O

Б) 2H2SO4(избыток) + СаО = H2O
+
Са(НSО4)2

Для
многоосновных кислот возможно образование кислой соли в избытке кислоты.

5.
Основание + кислотный оксид

Ca(OH)2(изб)+CO2
= CaCO3 +H2O  

карбонат кальция (средняя соль)

Ca(OH)2+CO2(изб) = Ca(НCO3)2
+H2O

 
гидрокарбонат кальция
(кислая соль)

В
случае избытка основания получается средняя соль, в избытке кислотного оксида
– кислая соль.

6.
Основание + кислота

 (
а также аммиак + кислота)

H2SO4+2KOH(изб) = K2SO4+2H2

H2SO4(изб) + KOH = KНSO4+H2O

гидросульфат
калия

Al(OH)3
+ 2
HCl =Al(OH)Cl2 +2Н2О              

 гидроксохлорид
алюминия

NH3 + HCl = NH4Cl     

Хлорид 
аммония

Нерастворимые
основания реагируют только с достаточно сильными кислотами. При избытке
многоосновной кислоты – кислая соль, в случае  избытка многокислотного
основания – основная соль

7*. Неметалл + основание

Si +2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2

Только с кремнием (остальные неметаллы дают смеси солей)

8.
Основание + соль (средняя или кислая)

3NaOH+FeCl3
=Fe(OH)3↓+3NaCl

КОН+ KHSO4
= K2SO4+ H2O        

KOH
+ NH4NO3 = KNO3 + NH3 + H2O                    

И
соль, и основание должны быть растворимы, а в продуктах должны быть – осадок,
газ или вода.

9.
Металл + соль

Zn+CuSO4 
=Cu+ZnSO4

Более
активный металл (но не реагирующий с водой) + растворимая соль.

10.
Кислота + соль

H2S+CuCl2
= CuS
¯+ 2HCl

HCl
+ CaCO3 = C
аСl2 + CO2­+ H2O

Al(OH)2Cl+
2HCl =AlCl3+2H2O      

В
продуктах – осадок, газ или вода.

11*. Неметалл + соль

Cl2 + KI = KCl + I2

Более активный галоген вытесняет из соли менее активный.

12.
Соль + соль

(обе
растворимые!)

AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3

Реакцию
идёт, если хотя бы одна из образующихся солей выпадает в осадок.

* способ, применимый ТОЛЬКО для данного вещества (веществ).

Свойства солей.

Ряд
напряжений металлов:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb,H,Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au

Свойства

Примеры

Примечания

1)
Диссоциация  в водных растворах.

1.
Средние, двойные, смешанные соли диссоциируют полностью: (α = 1)

NaCl
à Na+
+ Cl

КNaSO4 à К+ + Na+
+ SO42–

CaClBràCa2+ + Cl+ Br

2.
Кислые соли:

КHSO4à К+ + НSO4  (α = 1)

 HSO4
 H+
+ SO42– (
α <1)

3.
Основные соли:

FeOHCl àFeOH+ + Cl  (α = 1)

FeOH+ Fe2+ + OH( α
<1)

4.
Комплексные соли:

[Cu(NH3)4]SO4à[Cu(NH3)4]2++SO42–   
(
α = 1)

 [Cu(NH3)4]2+
  Cu2+
+ 4NH3 (
α <1)

2)Взаимодействие
с кислотами:

А)
Cоль1+кислота1=соль2+кислота2

2HCl +СаCO3 =СаCl2+CO2­+ H2O

ВaCl2 +H2SO4 = ВaSO4¯+ 2HCl 

Б)
Средняя соль + её же кислота = кислая соль.
H2SO4+Na2SO4= 2NaHSO4

В)
Основная соль+кислота = средняя соль.(С
uOH)2CO3+4HCl=2CuCl2+CO2+3H2O

Al(OH)2Cl
+ 2HCl = AlCl3 + 2H2O

Реакция
происходит, если соль образована более слабой или летучей кислотой, или если
образуется осадок,газ, вода.

3)
Взаимодействие с кислотными и амфотерными оксидами.

Na2CO3
 + SiO2 t   
СО2­ ↑+ Na2SiO3

Na2CO3
 + Al2O3 t   
СО2­↑+ NaAlO2

Вытеснение
твёрдым оксидом летучего оксида при сплавлении.

4)
Взаимодействие растворимых солей со щелочами.

CuSO4
+ 2NaOH =Cu(OH)2
¯+Na2SO4   

NH4Cl
+ KOH = KCl + NH3
­+
H2O

 
Кислые соли при действии щелочей превращаются в
средние: 

 
KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O

Кислая
соль может реагировать с аммиаком:
NH4HSO4 + NH3 = (NH4)2SO4

Реакция
происходит,  если образуется осадок, газ или вода.

5)
Взаимодействие растворимых солей друг
с другом.

AgNO3 + NaCl =AgCl¯+NaNO3     

При
взаимодействии двух кислых солей
разных по силе кислот возможно вытеснение более слабой и летучей:
NaHSO4+NaHS =H2S↑ + Na2SO4

Реакция
идёт, если взаимодействуют растворимые соли и при этом образуется осадок

6)
Взаимодействие с металлами.

Fe + CuSO4  =Cu + FeSO4       

Металлы,
стоящие левее в ряду активности  и не
реагирующие с водой
вытесняют из растворимых
солей стоящие правее металлы.

7)
Разложение при нагревании.

А)
карбонаты и гидрокарбонаты.

Карбонаты(кроме
Na,K,Rb,Cs) —
разлагаются на 2 оксида.

Гидрокарбонаты 
— до карбонатов.

СаСO3 t   СаO + СО2­.

2КНСО3
t   К2СО3
+ СО2 + Н2О

Б)
соли аммония:

Без ОВР(выделяется аммиак) – карбонат,
сульфат, сульфит, сульфид, хлорид, фосфат.

(NH4)2CO3
t   2NH3 + CO2 + H2O

С ОВР:  нитрат, нитрит, дихромат:

NH4NO3 t   N2O + 2H2O

NH4NO2 t   N2 + 2H2O

(NH4)2Cr2O7
t   N2 + 4H2O + Cr2O3

В)
Галогениды (кроме фторидов):

2AgCl t   2Ag + Cl2­

Г)
Нитраты:

Левее
магния (кроме лития)

NO3  t   2КNO2+ O2

От
магния до меди включительно + литий 2
Cu(NO3)2 t   2CuO + 4NO2 + O2

После меди: 2AgNO3 t   2Ag +2NO2 + O2

Соли
аммония — выделяется аммиак или идёт ОВР.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Комплексная подготовка к егэ по обществознанию мишина
  • Комплекс упражнений для снятия стресса перед экзаменом
  • Комплекс приема экзаменов по пдд
  • Комплекс материалов для подготовки учащихся по математике егэ 2022
  • Комплекс материалов для подготовки учащихся по математике егэ 2017