Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:
Классификация неорганических веществ
Соли – это сложные вещества, которые состоят из катионов металлов и анионов кислотных остатков.
Классификация солей
Получение солей
1. Соли можно получить взаимодействием кислотных оксидов с основными.
кислотный оксид + основный оксид = соль
Например, оксид серы (VI) реагирует с оксидом натрия с образованием сульфата натрия:
SO3 + Na2O → Na2SO4
2. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами. При этом щелочи взаимодействуют с любыми кислотами: и сильными, и слабыми.
Щелочь + любая кислота = соль + вода
Например, гидроксид натрия реагирует с соляной кислотой:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
При взаимодействии щелочей с избытком многоосновной кислоты образуются кислые соли.
Например, гидроксид калия взаимодействует с избытком фосфорной кислоты с образованием гидрофосфата калия или дигидрофосфата калия:
H3PO4 + KOH → KH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2KOH → K2HPO4 + 2H2O
Нерастворимые основания реагируют только с растворимыми кислотами.
Нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода
Например, гидроксид меди (II) реагирует с серной кислотой:
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O
Все амфотерные гидроксиды — нерастворимые. Следовательно, они ведут себя как нерастворимые основания при взаимодействии с кислотами:
Амфотерный гидроксид + растворимая кислота = соль + вода
Например, гидроксид цинка (II) реагирует с соляной кислотой:
2HCl + Zn(OH)2 → ZnCl2 + 2H2O
Также соли образуются при взаимодействии аммиака с кислотами (аммиак проявляет основные свойства).
Аммиак + кислота = соль
Например, аммиак реагирует с соляной кислотой:
NH3 + HCl → NH4Cl
3. Взаимодействие кислот с основными оксидами и амфотерными оксидами. При этом растворимые кислоты взаимодействуют с любыми основными оксидами.
Растворимая кислота + основный оксид = соль + вода
Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода
Например, соляная кислота реагирует с оксидом меди (II):
2HCl + CuO → CuCl2 + H2O
4. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами. Сильные основания взаимодействуют с любыми кислотными оксидами.
Щёлочь + кислотный оксид → соль + вода
Например, гидроксид натрия взаимодействует с углекислым газом с образованием карбоната натрия:
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
При взаимодействии щелочей с избытком кислотных оксидов, которым соответствуют многоосноосновные кислоты, образуются кислые соли.
Например, при взаимодействии гидроксида натрия с избытком углекислого газа образуется гидрокарбонат натрия:
NaOH + CO2 → NaHCO3
Нерастворимые основания взаимодействуют только с кислотными оксидами сильных кислот.
Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI), но не вступает в реакцию с углекислым газом:
Cu(OH)2 + CO2 ≠
Cu(OH)2 + SO3 → CuSO4 + H2O
5. Соли образуются при взаимодействии кислот с солями. Нерастворимые соли взаимодействуют только с более сильными кислотами (более сильная кислота вытесняет менее сильную кислоту из соли). Растворимые соли взаимодействуют с растворимыми кислотами, если в продуктах реакции есть осадок, газ или вода или слабый электролит.
Например: карбонат кальция CaCO3 (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O + CO2
Силикат натрия (растворимая соль кремниевой кислоты) взаимодействует с соляной кислотой, т.к. в ходе реакции образуется нерастворимая кремниевая кислота:
Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3↓ + 2NaCl
6. Соли можно получить окислением оксидов, других солей, металлов и неметаллов (в щелочной среде) в водном растворе кислородом или другими окислителями.
Например, кислород окисляет сульфит натрия до сульфата натрия:
2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4
7. Еще один способ получения солей — взаимодействие металлов с неметаллами. Таким способом можно получить только соли бескислородных кислот.
Например, сера взаимодействует с кальцием с образованием сульфида кальция:
Ca + S → CaS
8. Соли образуются при растворении металлов в кислотах. Минеральные кислоты и кислоты-окислители (азотная кислота, серная концентрированная кислота) реагируют с металлами по-разному.
Кислоты-окислители реагируют с металлами с образованием продуктов восстановления азота и серы. Водород в таких реакциях не выделяется!
Минеральные кислоты реагируют по схеме:
металл + кислота → соль + водород
При этом с кислотами реагируют только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. А образуется соль металла с минимальной степенью окисления.
Например, железо растворяется в соляной кислоте с образованием хлорида железа (II):
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
9. Соли образуются при взаимодействии щелочей с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.
! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!
Например, железо не реагирует с раствором щёлочи, оксид железа (II) — основный. А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, оксид алюминия — амфотерный:
2Al + 2NaOH + 6H2+O = 2Na[Al+3(OH)4] + 3H20
10. Соли образуются при взаимодействии щелочей с неметаллами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):
NaOH +О2 ≠
NaOH +N2 ≠
NaOH +C ≠
Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).
Например, хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:
2NaOH + Cl20 = NaCl— + NaOCl+ + H2O
Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:
6NaOH + Cl20 = 5NaCl— + NaCl+5O3 + 3H2O
Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.
Например, в растворе:
2NaOH + Si0 + H2+O= Na2Si+4O3 + 2H20
Фтор окисляет щёлочи:
2F20 + 4NaO-2H = O20 + 4NaF— + 2H2O
Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.
11. Соли образуются при взаимодействии солей с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Один из примеров таких реакций — взаимодействие галогенидов металлов с другими галогенами. При этом более активный галоген вытесняет менее активный из соли.
Например, хлор взаимодействует с бромидом калия:
2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2
Но не реагирует с фторидом калия:
KF +Cl2 ≠
Химические свойства солей
1. В водных растворах соли диссоциируют на катионы металлов Ме+ и анионы кислотных остатков. При этом растворимые соли диссоциируют почти полностью, а нерастворимые соли практически не диссоциируют, либо диссоциируют только частично.
Например, хлорид кальция диссоциирует почти полностью:
CaCl2 → Ca2+ + 2Cl–
Кислые и основные соли диссоциируют cтупенчато. При диссоциации кислых солей сначала разрываются ионные связи металла с кислотными остатком, затем диссоциирует кислотный остаток кислой соли на катионы водорода и анион кислотного остатка.
Например, гидрокарбонат натрия диссоциирует в две ступени:
NaHCO3 → Na+ + HCO3–
HCO3– → H+ + CO32–
Основные соли также диссоциируют ступенчато.
Например, гидроксокарбонат меди (II) диссоциирует в две ступени:
(CuOH)2CO3 → 2CuOH+ + CO32–
CuOH+ → Cu2+ + OH–
Двойные соли диссоциируют в одну ступень.
Например, сульфат алюминия-калия диссоциирует в одну ступень:
KAl(SO4)2 → K+ + Al3+ + 2SO42–
Смешанные соли диссоциируют также одноступенчато.
Например, хлорид-гипохлорит кальция диссоциирует в одну ступень:
CaCl(OCl) → Ca2+ + Cl— + ClO–
Комплексные соли диссоциируют на комплексный ион и ионы внешней сферы.
Например, тетрагидроксоалюминат калия распадается на ионы калия и тетрагидроксоалюминат-ион:
K[Al(OH)4] → K+ + [Al(OH)4]–
2. Соли взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами. При этом менее летучие оксиды вытесняют более летучие при сплавлении.
соль1 + амфотерный оксид = соль2 + кислотный оксид
соль1 + твердый кислотный оксид = соль2 + кислотный оксид
соль + основный оксид ≠
Например, карбонат калия взаимодействует с оксидом кремния (IV) с образованием силиката калия и углекислого газа:
K2CO3 + SiO2 → K2SiO3 + CO2↑
Карбонат калия также взаимодействует с оксидом алюминия с образованием алюмината калия и углекислого газа:
K2CO3 + Al2O3 → 2KAlO2 + CO2↑
3. Соли взаимодействуют с кислотами. Закономерности взаимодействия кислот с солями уже рассмотрены в данной статье в разделе «Получение солей».
4. Растворимые соли взаимодействуют с щелочами. Реакция возможна, только если образуется газ, осадок, вода или слабый электролит, поэтому с щелочами взаимодействуют, как правило, соли тяжелых металлов или соли аммония.
Растворимая соль + щелочь = соль2 + основание
Например, сульфат меди (II) взаимодействует с гидроксидом калия, т.к. образуется осадок гидроксида меди (II):
CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2 + K2SO4
Хлорид аммония взаимодействует с гидроксидом натрия:
(NH4)2SO4 + 2KOH → 2NH3↑ + 2H2O + K2SO4
Кислые соли взаимодействуют с щелочами с образованием средних солей.
Кислая соль + щелочь = средняя соль + вода
Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидроксидом калия:
KHCO3 + KOH → K2CO3 + H2O
5. Растворимые соли взаимодействуют с солями. Реакция возможна, только если обе соли растворимые, и в результате реакции образуется осадок.
Растворимая соль1 + растворимая соль2 = соль3 + соль4
Растворимая соль + нерастворимая соль ≠
Например, сульфат меди (II) взаимодействует с хлоридом бария, т.к. образуется осадок сульфата бария:
CuSO4 + BaCl2 → BaSO4↓+ CuCl2
Некоторые кислые соли взаимодействуют с кислыми солями более слабых кислот. При этом более сильные кислоты вытесняют более слабые:
Кислая соль1 + кислая соль2 = соль3 + кислота
Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидросульфатом калия:
KHSO4 + KHCO3 = H2O + CO2↑ + K2SO4
Некоторые кислые соли могут реагировать со своими средними солями.
Например, фосфат калия взаимодействует с дигидрофосфатом калия с образованием гидрофосфата калия:
K3PO4 + KH2PO4 = 2K2HPO4
6. Cоли взаимодействуют с металлами. Более активные металлы (расположенные левее в ряду активности металлов) вытесняют из солей менее активные.
Например, железо вытесняет медь из раствора сульфата меди (II):
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
А вот серебро вытеснить медь не сможет:
CuSO4 + Ag ≠
Соль1 + металл1 = соль2 + металл2
Обратите внимание! Если реакция протекает в растворе, то добавляемый металл не должен реагировать с водой в растворе. Если мы добавляем в раствор соли щелочной или щелочноземельный металл, то этот металл будет реагировать преимущественно с водой, а с солью будет реагировать незначительно.
Например, при добавлении натрия в раствор хлорида цинка натрий будет взаимодействовать с водой:
2H2O + 2Na = 2NaOH + H2
Образующийся гидроксид натрия, конечно, будет реагировать с хлоридом цинка:
ZnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)2
Но сам-то натрий с хлоридом цинка, таким образом, взаимодействовать напрямую не будет!
ZnCl2(р-р) + Na ≠
А вот в расплаве эта реакция при определенных условиях уже может протекать, так как в расплаве никакой воды нет.
ZnCl2(р-в) + 2Na = 2NaCl + Zn
И еще один нюанс. Чтобы получить расплав, соль необходимо нагреть. Но многие соли при нагревании разлагаются. И реагировать с металлом, естественно, при этом не могут. Таким образом, реагировать с металлами в расплаве могут только те соли, которые не разлагаются при нагревании. А разлагаются при нагревании почти все нитраты, нерастворимые карбонаты и некоторые другие соли.
Например, нитрат меди (II) в расплаве не реагирует с железом, так как при нагревании нитрат меди разлагается:
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
Образующийся оксид меди, конечно, будет реагировать с железом:
CuO + Fe = FeO + Cu
Но сам-то нитрат меди, получается, с железом реагировать напрямую не будет!
Cu(NO3)2, (расплав) + Fe ≠
При добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO3) произойдет химическая реакция:
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag
При добавлении железа (Fe) в раствор соли меди (CuSO4) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:
Pb(NO3)2 + Zn = Pb + Zn (NO3)2
7. Некоторые соли при нагревании разлагаются.
Соли, в составе которых есть сильные окислители, разлагаются с окислительно-восстановительной реакцией. К таким солям относятся:
- Нитрат, дихромат, нитрит аммония:
NH4NO3 → N2O + 2H2O
NH4NO2 → N2 + 2H2O
(NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2O + Cr2O3
- Все нитраты:
2AgNO3 → 2Ag +2NO2 + O2
- Галогениды серебра (кроме AgF):
2AgCl → 2Ag + Cl2
Некоторые соли разлагаются без изменения степени окисления элементов. К ним относятся:
- Карбонаты и гидрокарбонаты:
MgСO3 → MgO + СО2
2NaНСО3 → Na2СО3 + СО2 + Н2О
- Карбонат, сульфат, сульфит, сульфид, хлорид, фосфат аммония:
NH4Cl → NH3 + HCl
(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O
(NH4)2SO4 → NH4HSO4 + NH3
7. Соли проявляют восстановительные свойства. Как правило, восстановительные свойства проявляют либо соли, содержащие неметаллы с низшей степенью окисления, либо соли, содержащие неметаллы или металлы с промежуточной степенью окисления.
Например, йодид калия окисляется хлоридом меди (II):
4KI— + 2Cu+2 Cl2 → 4KCl + 2Cu+l + I20
8. Соли проявляют и окислительные свойства. Как правило, окислительные свойства проявляют соли, содержащие атомы металлов или неметаллов с высшей или промежуточной степенью окисления. Окислительные свойства некоторых солей рассмотрены в статье Окислительно-восстановительные реакции.
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
KHCO3 + 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.
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):
В то же время железо не реагирует с раствором хлорида цинка, поскольку оно менее активно, чем цинк:
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:
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.:
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:
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:
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:
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):
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):
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:
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:
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:
Газ при взаимодействии солей образуется в единственном случае – если смешивать при нагревании раствор любого нитрита с раствором любой соли аммония:
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:
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:
а карбонат аммония дает три продукта – аммиак, углекислый газ и воду:
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:
Так, например, в соответствии с этой схемой уравнения разложения нитрата натрия, нитрата алюминия и нитрата ртути записываются следующим образом:
Также следует отметить специфику разложения нитрата аммония и нитрата железа (II):
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:
В случае, если кислотный остаток обладает окислительными свойствами, вместо аммиака образуется какой-либо продукт его окисления, например, молекулярный азот N2 или оксид азота (I):
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:
Без катализатора, реакция будет протекать по типу диспропорционирования:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
Также для основных солей характерны реакции разложения при нагревании, например:
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:
При действии же на них недостатка сильных кислот в новую соль переходит только активный металл. Алюминий и цинк в составе гидроксидов выпадают в осадок:
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:
В случае тетрагидроксоалюмината осаждение гидроксида также можно проводить, используя диоксид серы и сероводород:
В случае тетрагидроксоцинката осаждение сероводородом невозможно, поскольку в осадок вместо гидроксида цинка выпадает его сульфид:
При упаривании растворов тетрагидроксоцинката и тетрагидроксоалюмината с последующим прокаливанием данные соединения переходят соответственно в цинкат и алюминат:
Неорганическая химия — раздел химии, изучающий строение и химические свойства неорганических веществ.
Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. Среди сложных: оксиды, основания, кислоты и соли.
Классификация неорганических веществ построена следующим образом:
Большинство химических свойств мы изучим по мере продвижения по периодической таблице Д.И. Менделеева. В
этой статье мне хотелось бы подчеркнуть ряд принципиальных деталей, которые помогут в дальнейшем при изучении
химии.
Оксиды
Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие имеют соответствующие им основания и кислоты
(в той же степени окисления (СО)!) и охотно вступают в реакции солеобразования. К ним относятся, например:
- CuO — соответствует основанию Cu(OH)2
- Li2O — соответствует основанию LiOH
- FeO — соответствует основанию Fe(OH)2 (сохраняем ту же СО = +2)
- Fe2O3 — соответствует основанию Fe(OH)3 (сохраняем ту же СО = +3)
- P2O5 — соответствует кислоты H3PO4
Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, амфотерные и кислотные.
- Основные
- Амфотерные (греч. ἀμφότεροι — двойственный)
- Кислотные
- SO2 — H2SO3
- SO3 — H2SO4
- P2O5 — H3PO4
- N2O5 — HNO3
- NO2 — HNO2, HNO3
Основным оксидам соответствуют основания в той же СО. В химических реакциях основные оксиды проявляют основные свойства, образуются
исключительно металлами. Примеры: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O CaO, FeO, CrO, MnO.
Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (реакцию идет, если основание растворимо) и с кислотными
оксидами и кислотами с образованием солей. Между собой основные оксиды не взаимодействуют.
Li2O + H2O → LiOH (основный оксид + вода → основание)
Li2O + P2O5 → Li3PO4 (осн. оксид + кисл. оксид = соль)
Li2O + H3PO4 → Li3PO4 + H2O (осн. оксид + кислота = соль + вода)
Здесь не происходит окисления/восстановления, поэтому сохраняйте исходные степени окисления атомов.
Эти оксиды действительно имеют двойственный характер: они проявляют как кислотные, так и основные свойства. Примеры: BeO, ZnO, Al2O3,
Fe2O3, Cr2O3, MnO2, PbO, PbO2, Ga2O3.
С водой они не взаимодействуют, так как продукт реакции, основание, получается нерастворимым. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами и
кислотными оксидами, так и с основаниями и основными оксидами.
Fe2O3 + K2O → (t) KFeO2 (амф. оксид + осн. оксид = соль)
ZnO + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (амф. оксид + основание = комплексная соль)
ZnO + N2O5 → Zn(NO3)2 (амф. оксид + кисл. оксид = соль; СО азота сохраняется в ходе реакции)
Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O (амф. оксид + кислота = соль + вода; обратите внимание на то, что
СО Fe = +3 не меняется в ходе реакции)
Проявляют в ходе химических реакций кислотные свойства. Образованы металлами и неметаллами, чаще всего в высокой СО. Примеры: SO2,
SO3, P2O5, N2O3, NO2, N2O5, SiO2,
MnO3, Mn2O7.
Каждому кислотному оксиду соответствует своя кислота. Это особенно важно помнить при написании продуктов реакции: следует сохранять
степени окисления. Некоторым кислотным оксидам соответствует сразу две кислоты.
Кислотные оксиды вступают в реакцию с основными и амфотерными, реагируют с основаниями. Реакции между кислотными оксидами не характерны.
SO2 + Na2O → Na2SO3 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +4)
SO3 + Li2O → Li2SO4 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +6)
P2O5 + NaOH → Na3PO4 + H2O (кисл. оксид + основание = соль + вода)
При реакции с водой кислотный оксид превращается в соответствующую ему кислоту. Исключение SiO2 — не реагирует с водой,
так как продукт реакции — H2SiO3 является нерастворимой кислотой.
Mn2O7 + H2O → HMnO4 (сохраняем СО марганца +7)
SO3 + H2O → H2SO4 (сохраняем СО серы +6)
SO2 + H2O → H2SO3 (сохраняем СО серы +4)
Несолеобразующие оксиды — оксиды неметаллов, которые не имеют соответствующих им гидроксидов и не вступают в реакции солеобразования.
К таким оксидам относят:
- CO
- N2O
- NO
- SiO
- S2O
Реакции несолеобразующих оксидов с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидов редки и не приводят к образованию солей.
Некоторые из несолеобразующих оксидов используют в качестве восстановителей:
FeO + CO → Fe + CO2 (восстановление железа из его оксида)
Основания
Основания — химические соединения, обычно характеризуются диссоциацией в водном растворе с образованием гидроксид-анионов.
Растворимые основания называются щелочами: NaOH, LiOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2.
Гидроксиды щелочных металлов (Ia группа) называются едкими: едкий натр — NaOH, едкое кали — KOH.
Основания классифицируются по количеству гидроксид-ионов в молекуле на одно-, двух- и трехкислотные.
Так же, как и оксиды, основания различаются по свойствам. Все основания хорошо реагируют с кислотами, даже нерастворимые основания
способны растворяться в кислотах. Также нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на воду и соответствующий оксид.
NaOH + HCl → NaCl + H2O (основание + кислота = соль + вода — реакция нейтрализации)
Mg(OH)2 → (t) MgO + H2O (при нагревании нерастворимые основания легко разлагаются)
Если в ходе реакции основания с солью выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет.
Нерастворимые основания с солями почти не реагируют.
Ba(OH)2 + NH4Cl → BaCl2 + NH3 + H2O (в ходе реакции образуется нестойкое основание NH4OH,
которое распадается на NH3 и H2O)
LiOH + MgCl2 → LiCl2 + Mg(OH)2↓
KOH + BaCl2 ↛ реакция не идет, так как в продуктах нет газа/осадка/слабого электролита (воды)
В растворах щелочей pH > 7, поэтому лакмус окрашивает их в синий цвет.
Амфотерные оксиды соответствуют амфотерным гидроксидам. Их свойства такие же двойственные: они реагирую как с кислотами — с образованием соли
и воды, так и с основаниями — с образованием комплексных солей.
Al(OH)3 + HCl → AlCl3 + H2O (амф. гидроксид + кислота = соль + вода)
Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4] (амф. гидроксид + основание = комплексная соль)
При нагревании до высоких температур комплексные соли не образуются.
Al(OH)3 + KOH → (t) KAlO2 + H2O (амф. гидроксид + основание = (прокаливание) соль + вода — при высоких
температурах вода испаряется, и комплексная соль образоваться не может)
Кислоты
Кислота — химическое соединение обычно кислого вкуса, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. По классификации
кислоты подразделяются на одно-, двух- и трехосновные.
Основность кислоты определяется числом атомов водорода, которое способна отдать молекула кислоты, реагируя с основанием. Определять основность кислоты по числу атомов водорода в ней — часто верный способ, но не всегда: например, борная кислота H3BO3 является слабой одноосновной кислотой, фосфористая кислота H3PO3 — двухосновной кислотой.
Кислоты отлично реагируют с основными оксидами, основаниями, растворяя даже те, которые выпали в осадок (реакция нейтрализации). Также кислоты способны вступать в реакцию
с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода (то есть способны вытеснить его из кислоты).
H3PO4 + LiOH → Li3PO4 + H2O (кислота + основание = соль + вода — реакция нейтрализации)
Zn + HCl → ZnCl2 + H2↑ (реакция идет, так как цинк стоил в ряду активности левее водорода и способен вытеснить его из кислоты)
Cu + HCl ↛ (реакция не идет, так как медь расположена в ряду активности правее водорода, менее активна и не способна вытеснить его из кислоты)
Существуют нестойкие кислоты, которые в водном растворе разлагаются на кислотный оксид (газ) и воду — угольная и сернистая кислоты:
- H2CO3 → H2O + CO2↑
- H2SO3 → H2O + SO2↑
Записать эти кислоты в растворе в виде «H2CO3 или H2SO3» — будет считаться ошибкой. Пишите угольную
и сернистую кислоты в разложившемся виде — виде газа и воды.
Все кислоты подразделяются на сильные и слабые. Напомню, что мы составили подробную таблицу сильных и слабых кислот (и оснований!) в теме гидролиз.
В реакции из сильной кислоты (соляной) можно получить более слабую, например, сероводородную или угольную кислоту.
Однако невозможно (и противоречит законам логики) получить из более слабой кислоты сильную, например из уксусной — серную кислоту. Природу не
обманешь
K2S + HCl → H2S + KCl (из сильной — соляной кислоты — получили более слабую — сероводородную)
K2SO4 + CH3COOH ↛ (реакция не идет, так как из слабой кислоты нельзя получить сильную: из уксусной — серную)
Подчеркну важную деталь: гидроксиды это не только привычные нам NaOH, Ca(OH)2 и т.д., некоторые кислоты также считаются кислотными
гидроксидами, например серная кислота — H2SO4. С полным правом ее можно записать как кислотный гидроксид: SO2(OH)2
В завершении подтемы кислот предлагаю вам вспомнить названия основных кислот и их кислотных остатков.
Соли
Соль — ионное соединение, образующееся вместе с водой при нейтрализации кислоты основанием (не единственный способ). Водород кислоты замещается
металлом или ионом аммония (NH4). Наиболее известной солью является поваренная соль — NaCl.
По классификации соли бывают:
- Средние — продукт полного замещения атомов водорода в кислоте на металл: KNO3, NaCl, BaSO4, Li3PO4
- Кислые — продукт неполного замещения атомов водорода: LiHSO4, NaH2PO4 и Na2HPO4 (гидросульфат
лития, дигидрофосфат и гидрофосфат натрия) - Основные — продукт неполного замещения гидроксогрупп на кислотный остаток: CrOHCl (хлорид гидроксохрома II)
- Двойные — содержат два разных металла и один кислотный остаток (NaCr(SO4)2
- Смешанные — содержат один металл и два кислотных остатка MgClBr (хлорид-бромид магния
- Комплексные — содержат комплексный катион или анион — атом металла, связанный с несколькими лигандами: Na[Cr(OH)4]
(тетрагидроксохромат натрия)
Растворы или расплавы солей могут вступать в реакцию с металлом, который расположен левее металла, входящего в состав соли. В этом случае более
активный металл вытеснит менее активный из раствора соли. Например, железо способно вытеснить медь из ее солей:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (железо стоит левее меди в ряду активности и способно вытеснить медь из ее солей)
Замечу важную деталь: исход реакции основание + кислота иногда определяет соотношение. Запомните, что если двух- или трехосновная кислота дана в
избытке — получается кислая соль, если же в избытке дано основание — средняя соль.
NaOH + H2SO4 → NaHSO4 (кислота дана в избытке)
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O (основание дано в избытке)
Если в ходе реакции соли с кислотой, основанием или другой солью выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода),
то такая реакция идет. Кислую соль также можно получить в реакции соли с соответствующей двух-, трехосновной кислотой.
Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑ (сильная кислота — соляная, вытесняет слабую — угольную)
MgCl2 + LiOH → Mg(OH)2↓ + LiCl
K2SO4 + H2SO4 → KHSO4 (средняя соль + кислота = кислая соль)
Чтобы сделать из кислой соли — среднюю соль, нужно добавить соответствующее основание:
KHSO4 + KOH → K2SO4 + H2O (кислая соль + основание = средняя соль)
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Соли, получение, свойства.
Получение солей.
Способ |
Примеры |
Примечания |
1. |
2K+Cl2 |
Соли |
2. |
А) Б) 3Cu+8HNO3(разб.)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O |
А) |
3. |
CaO+CO2 = CaCO3 ВаО ZnO + SO3 = ZnSO4 |
Идёт |
4. |
А) H2SO4+CаO = CаSO4+H2O Б) 2H2SO4(избыток) + СаО = H2O |
Для |
5. |
Ca(OH)2(изб)+CO2 карбонат кальция (средняя соль) Ca(OH)2+CO2(изб) = Ca(НCO3)2 |
В |
6. ( |
H2SO4+2KOH(изб) = K2SO4+2H2O H2SO4(изб) + KOH = KНSO4+H2O гидросульфат Al(OH)3 гидроксохлорид NH3 + HCl = NH4Cl Хлорид |
Нерастворимые |
7*. Неметалл + основание |
Si +2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 |
Только с кремнием (остальные неметаллы дают смеси солей) |
8. |
3NaOH+FeCl3 КОН+ KHSO4 KOH |
И |
9. |
Zn+CuSO4 |
Более |
10. |
H2S+CuCl2 HCl Al(OH)2Cl+ |
В |
11*. Неметалл + соль |
Cl2 + KI = KCl + I2 |
Более активный галоген вытесняет из соли менее активный. |
12. (обе |
AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3 |
Реакцию |
* 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) |
1. NaCl КNaSO4 à К+ + Na+ CaClBràCa2+ + Cl–+ Br– 2. КHSO4à К+ + НSO4– (α = 1) HSO4– 3. FeOHCl àFeOH+ + Cl– (α = 1) FeOH+ ⇄ Fe2+ + OH–( α 4. [Cu(NH3)4]SO4à[Cu(NH3)4]2++SO42– [Cu(NH3)4]2+ |
|
2)Взаимодействие |
А) 2HCl +СаCO3 =СаCl2+CO2+ H2O ВaCl2 +H2SO4 = ВaSO4¯+ 2HCl Б) В) Al(OH)2Cl |
Реакция |
3) |
Na2CO3 Na2CO3 |
Вытеснение |
4) |
CuSO4 NH4Cl Кислая |
Реакция |
5) |
AgNO3 + NaCl =AgCl¯+NaNO3 При |
Реакция |
6) |
Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4 Металлы, |
|
7) |
А) Карбонаты(кроме Гидрокарбонаты СаСO3 → t СаO + СО2. 2КНСО3 Б) Без ОВР(выделяется аммиак) – карбонат, (NH4)2CO3 С ОВР: нитрат, нитрит, дихромат: NH4NO3→ t N2O + 2H2O NH4NO2→ t N2 + 2H2O (NH4)2Cr2O7 В) 2AgCl → t 2Ag + Cl2 Г) Левее 2КNO3 → t 2КNO2+ O2 От После меди: 2AgNO3→ t 2Ag +2NO2 + O2 |
Соли |
Соли — это сложные вещества, в состав которых входят катионы металла и анионы кислотного остатка. Иногда в состав солей входят водород или гидроксид-ион.
Классификация и номенклатура солей
Так как соли — это продукт полного или частичного замещения металлом атома водорода в кислоте, по составу их можно классифицировать следующим образом.
Кислые соли
Образованы неполным замещением атомов водорода на металл в кислоте.
В наименованиях кислых солей указывают количество водорода приставками «гидро-» или «дигидро-», название кислотного остатка и название металла. Если металл имеет переменную валентность, то в скобках указывают валентность.
Примеры кислых солей и их наименования:
-
LiHCO3 — гидрокарбонат лития,
-
NaHSO4 — гидросульфат натрия,
-
NaH2PO4 — дигидрофосфат натрия.
Средние соли
Образованы полным замещением атомов водорода в кислоте на металл.
Наименования средних солей складываются из названий кислотного остатка и металла. При необходимости указывают валентность.
Примеры средних солей с названиями:
-
CuSO4 — сульфат меди (II),
-
CaCl2 — хлорид кальция.
Основные соли
Продукт неполного замещения гидроксогрупп на кислотный остаток.
В наименованиях основных солей указывают количество гидроксид-ионов приставкой «гидроксо-» или «дигидроксо-», название кислотного остатка и название металла с указанием валентности.
Пример: Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния.
Двойные соли
В состав входят два разных металла и один кислотный остаток.
Наименование складывается из названия аниона кислотного остатка и названий металлов с указанием валентности (если металл имеет переменную валентность).
Примеры двойных солей и их наименования:
-
KNaSO4 — сульфат калия-натрия,
-
KAl(SO4)2 — сульфат калия-алюминия.
Смешанные соли
Содержат один металл и два разных кислотных остатка.
Наименования смешанных солей складываются из названия кислотных остатков (по усложнению) и названия металла с указанием валентности (при необходимости).
Примеры смешанных солей с наименованиями:
-
CaClOCl — хлорид-гиполхорит кальция,
-
PbFCl — фторид-хлорид свинца (II).
Комплексные соли
Образованы комплексным катионом или анионом, связанным с несколькими лигандами.
Называют комплексные соли по схеме: координационное число + лиганд с окончанием «-о» + комплексообразователь с окончанием «-ат» и указанием валентности + внешняя сфера, простой ион в родительном падеже.
Пример: K[Al(OH)4] — тетрагидроксоалюминат калия.
Гидратные соли
В состав входит молекула кристаллизационной воды.
Число молекул воды указывают численной приставкой к слову «гидрат» и добавляют название соли.
Пример: СuSO4∙5H2O — пентагидрат сульфата меди (II).
Получай лайфхаки, статьи, видео и чек-листы по обучению на почту
Твоя пятёрка по английскому.
С подробными решениями домашки от Skysmart
Получение солей
Получение средних солей
Средние соли можно образовать в ходе следующих реакций:
-
Металл + неметалл:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Fe + S =FeS
Так получают только соли бескислородных кислот.
-
Металл, стоящий левее H2 в ряду активности, с раствором кислоты:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
-
Металл с раствором соли менее активного металла:
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu
-
Основный оксид + кислотный оксид:
Na2O + CO2 = Na2CO3
-
Основный оксид и кислота:
CuO + H2SO4= CuSO4 + H2O
-
Основание с кислотным оксидом:
2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O
-
Основание с кислотой (реакция нейтрализации):
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
-
Взаимодействие соли с кислотой:
MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl
Взаимодействие возможно, если одним из продуктов реакции будет нерастворимая соль, вода или газ.
-
Реакция раствора основания с раствором соли:
2NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Ba(OH)2
-
Взаимодействие растворов двух солей с образованием новых солей:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3
Получение кислых солей
Кислые соли образуются при взаимодействии:
-
Кислот с металлами:
Zn + 2H2SO4 = H2 + Zn(HSO4)2
-
Кислот с оксидами металлов:
CaO + H3PO4 = CaHPO4 + H2O
-
Гидроксидов металлов с кислотами:
Ba(OH)2 + H3PO4 = BaHPO4 + 2H2O
-
Кислот с солями:
Ca3PO4 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2
-
Аммиака с кислотами:
NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4
Получение кислых солей возможно, если кислота в избытке.
Также кислые соли образуются в ходе реакции основания с избытком кислотного оксида:
KOH + CO2 = KHCO3
2SO2 + Ca(OH)2 = Ca(HSO3)2
Получение основных солей
-
Взаимодействие кислоты с избытком основания:
Fe(OH)3 + HCl = Fe(OH)2Cl + H2O
-
Добавление (по каплям) небольших количеств щелочей к растворам средних солей металлов:
Cu(NO3)2 + NaOH = CuOHNO3 + NaNO3
-
Взаимодействие солей слабых кислот со средними солями:
2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O = [Mg(OH)]2CO3 + CO2 + 4NaCl
-
Растворимые соли являются электролитами, следовательно, могут распадаться на ионы. Средние соли диссоциируют сразу:
NaCl → Na+ + Cl—
-
Термическое разложение:
CaCO3 = CaO + CO2
Нитраты разлагаются в зависимости от активности металла соли:
Получение комплексных солей
Реакции солей с лигандами:
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
FeCl3 + 6KCN = K3[Fe(CN)6] + 3KCl
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
Al2O3 + 2NaOH +3H2O = 2Na[Al(OH)4]
Получение двойных солей
Двойные соли получают совместной кристаллизацией двух солей:
Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O = 2[KCr(SO4) 2 • 12H2O]
Химические свойства солей
Химические свойства средних солей
-
Соли аммония разлагаются с выделением азота или оксида азота (I), если в составе анион, проявляет окислительные свойства. В остальных случаях разложение солей аммония сопровождается выделением аммиака:
NH4Cl = NH3 + HCl
-
Взаимодействие солей с металлами:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Более активные металлы вытесняют менее активные металлы из растворов солей.
-
Некоторые соли подвержены гидролизу:
Na2CO3 + H2O = NaOH + NaHCO3
FeCl3+ H2O = Fe(OH)Cl2 + HCl
-
Обменные реакции соли и кислоты, соли с основаниями и взаимодействие солей с солями:
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + CO2+H2O
Fe(NO3)3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaNO3
AgCl + 2Na2S2O3 = Nа3[Ag(S2O3)2] + NaCl
-
Окислительно-восстановительные реакции, обусловленные свойствами катиона или аниона:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Химические свойства кислых солей
-
Диссоциация. Кислые соли диссоциируют ступенчато:
NaHCO3 → Na+ +HCO3−
HCO3− → H+ + CO32−
-
Термическое разложение с образованием средней соли:
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O
-
Взаимодействие солей со щелочью. В результате образуется средняя соль:
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 = 2BaCO3 + 2H2O
Химические свойства основных солей
-
Термическое разложение:
[Cu(OH)]2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O
-
Реакции солей с кислотами — образование средней соли:
Sn(OH)Cl + HCl = SnCl2 + H2O
-
Диссоциация — так же как и кислые соли, основные соли диссоциируют ступенчато.
Химические свойства комплексных солей
-
Избыток сильной кислоты приводит к разрушению комплекса и образованию двух средних солей и воды:
Na[Al(OH)4] + 4HCl(изб.) = NaCl + AlCl3 + 4H2O,
-
Недостаток сильной кислоты приводит к образованию средней соли активного металла, амфотерного гидроксида и воды:
Na[Al(OH)4] + HCl = NaCl + Al(OH)3 + H2O,
-
Взаимодействие слабой кислоты с солью образует кислую соль активного металла, амфотерный гидроксид и воду:
Na[Al(OH)4] + H2S = NaHS + Al(OH)3 + H2O,
-
При действии углекислого или сернистого газа получаются кислая соль активного металла и амфотерный гидроксид:
K3[Cr(OH)6] + 3SO2 = 3KHSO3 + Cr(OH)3,
-
Реакция солей, образованных сильными кислотами с катионами Fe3+, Al3+ и Cr3+, приводит к взаимному усилению гидролиза. Продукты реакции — два амфотерных гидроксида и соль активного металла:
K3[Cr(OH)6] +Al(NO3)3 = Al(OH)3 + Cr(OH)3 + 3KNO3
-
Разлагаются при нагревании:
K3[Cr(OH)6] =KCrO2 + 2H2O + 2KOH
Вопросы для самопроверки
-
С чем взаимодействуют средние соли?
-
Назовите типичные реакции солей.
-
Из предложенного списка солей выберите те, которые не реагируют с цинком: нитрит калия, бромид железа, карбонат цезия, сульфат меди.
-
Формула какого вещества пропущена в уравнении реакции:
MgO + … → MgCl2 + Н2O
-
HCl
-
Cl2
-
Cl2O7
-
HClO3
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↑