35907

Классы неорганических соединений

Лабораторная работа

Химия и фармакология

Кислотные и основные оксиды реагируют между собой образуя соли: CO2K2O = K2CO3; SiO2CO = CSiO3. Кислоты реагируют с основными оксидами с образованием соли и воды: 2HClMgO = MgCl2H2O. Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды реакция нейтрализации: H2SO4CuOH2 = CuSO42H2O. Кислоты реагируют с амфотерными гидроксидами оксидами с образованием соли и воды: 2HClZnOH2 = ZnCl22H2O.

Русский

2013-09-20

76 KB

34 чел.

Лабораторная работа №1

Классы неорганических соединений

Неорганические вещества делятся на простые и сложные.

1. Классификация простых веществ.

Простые вещества состоят из атомов одного элемента. Все простые вещества условно делятся на металлы и неметаллы. К неметаллам относятся 22 элемента: H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, галогены (F, Br, Cl, J, At) и инертные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), к металлам - все остальные, то есть большинство простых веществ - металлы. Металлы отличаются характерным блеском, ковкостью, тягучестью, могут прокатываться в листы и вытягиваться в проволоку, обладают хорошей тепло- и электропроводимостью. При комнатной температуре все металлы, кроме ртути, находятся в твёрдом состоянии.

Неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, хрупкостью, очень плохо проводят тепло и электричество. Некоторые из них при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии.

2. Классификация сложных веществ.

Из неорганических веществ, в практике чаще всего приходится иметь дело с оксидами, гидроксидами и солями.

  1.  Оксиды

Оксидами называются сложные химические соединения, состоящие из какого-либо элемента и кислорода: ЭmOn. Степень окисления кислорода в оксидах равна -2, поэтому для написания формулы оксида, то есть для определения индексов m и n, в формуле оксида надо степень окисления элементов и кислорода поставить "крест-накрест". Например, для железа со степенью окисления +3 формула оксида такова: Fe2+3     O3-2 , т.е. Fe2O3;

для меди со степенью окисления +1:  Cu2+1                 O-2;

 для свинца со степенью окисления +4:  Pb+4         O2-2.

Название оксида составляют из слова "оксид" и названия элемента. Если элемент проявляет переменную степень окисления, то после названия оксида указывают в скобках римской цифрой степень окисления элемента.

Например: FeO-оксид железа (II), NO-оксид азота (II).

Оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие (безразличные). Солеобразующие оксиды по химическим свойствам делятся на: а) кислотные, б) основные, в) амфотерные.

К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов, например: SiO2, SO3, P2O5 и оксиды металлов с высшей степенью окисления, например: Cr+6O3; Mn2+7O7 и др.

К основным оксидам относятся оксиды металлов со степенью окисления +1, +2, +3. Например: Na2+1O, Mg+2O, Sc2+3O3 и др.

К амфотерным оксидам относятся оксиды некоторых металлов, например: BeO, ZnO, SnO, PbO, Al2O3, Cr2O3 и др. Металлы, проявляющие переменную степень окисления, образуют несколько оксидов, характер которых изменяется закономерно; с повышением степени окисления металла основные свойства оксида убывают, а кислотные - усиливаются. Например: хром в соединениях проявляет степень окисления +2, +3, +6, образуя соответствующие оксиды: CrO  - основной оксид, Cr2O3 - амфотерный оксид, CrO3 - кислотный оксид.

Несолеобразующие (безразличные) оксиды  NO, N2O, CO.

Химические свойства оксидов

1. Растворимые оксиды взаимодействуют с водой с образованием щёлочи или кислоты:

BaO+H2O = Ba(OH)2 ;

SO3+H2O = H2SO4 .

2. Кислотные и основные оксиды реагируют между собой, образуя соли:

CO2+K2O =  K2CO3;

SiO2+CaO = CaSiO3.

3. Кислотный оксид реагирует с основанием, а основной оксид вступает в реакцию с кислотой, образуя соль и воду:

CO2+Ba(OH)2 = BaCO3+H2O;

CuO+2HCl = CuCl2+H2O.

4. Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами и со щелочами, образуя соль и воду.

ZnO+H2SO4 = ZnSO4+H2O;

ZnO+2NaOH = Na2ZnO2+H2O.

Таким образом, кислотные и основные оксиды реагируют с веществами противоположного характера. Например, кислотные оксиды реагируют с основными оксидами и основаниями, но не реагируют с веществами кислотного характера. Амфотерные оксиды обладают двойственной природой.

Несолеобразующие оксиды (CO, NO, N2O) не вступают в реакцию с водой, другими оксидами, гидроксидами, не образуют солей.

2. Гидроксиды

Все гидроксиды, или их ещё называют гидраты оксидов, подразделяют на три группы:

А) гидраты кислотных оксидов, называемые кислотами;

В) гидраты основных оксидов, называемые основаниями;

С) гидраты амфотерных оксидов, называемые амфотерными гидроксидами.

А. Кислоты

Кислоты - сложные химические соединения, состоящие из ионов водорода, способных замещаться ионами металла, и кислотных остатков.

По числу ионов водорода кислоты делят на одноосновные: HСl, HNO3; двухосновные: H2SO4, H2CO3 и многоосновные: H3PO4, H3AsO4.

Названия некоторых кислот приведены в таблице №1.

Химические свойства кислот

1. Кислоты реагируют с основными оксидами с образованием соли и воды:

2HCl+MgO = MgCl2+H2O.

2. Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

H2SO4+Cu(OH)2 = CuSO4+2H2O.

3. Кислоты вступают в реакции с солями, если в результате реакции образуется более слабая кислота, малорастворимое или летучее соединение:

HCl+CH3COONa = NaCl+CH3COOH,

HCl - сильная кислота, CH3COOH - слабая кислота.

H2SO4+Ba(NO3)2 = BaSO4+2HNO3;

            CO2

2HCl+K2CO3 = 2KCl +H2CO3                                                                                  H2O

4. Кислоты реагируют с амфотерными гидроксидами (оксидами) с образованием соли и воды:

2HCl+Zn(OH)2 = ZnCl2+2H2O.

5. Кислоты взаимодействуют с металлами.

Эти свойства специфичны для различных кислот, поэтому мы их не рассматриваем.

В. Основания

Основаниями называют сложные вещества, состоящие из иона металла или аммония (NH4)+ и одной или нескольких гидроксогрупп - (OH)-. Например, Fe(OH)3; NaOH; Ba(OH)2.

По растворимости в воде основания делятся на растворимые (щёлочи) и нерастворимые. Растворяются в воде основания щелочных и щелочноземельных металлов и гидроксид аммония.

Названия оснований составляют из слова "гидроксид" и названия металла. Например: KOH - гидроксид калия, Ca(OH)2 - гидроксид кальция. Если элемент образует несколько оснований, то в названиях указывается степень его окисления римской цифрой в скобках: Cr(OH)2 - гидроксид хрома(II), Cr(OH)3 - гидроксид хрома (III).

Химические свойства оснований

1. Основания взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

2KOH+H2SO4 = K2SO4+2H2O;

Mn(OH)2+2HCl = MnCl2+2H2O.

2. Щёлочи взаимодействуют с солями, если после реакции образуются труднорастворимые или слабые основания:

2NaOH+NiSO4 = Ni(OH)2+Na2SO4;                                                                                                                                                                                                                                                                   

        NH3

Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 + NH4OH

                                                   H2O

3. Щёлочи реагируют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

Ca(OH)2+SO2 = CaSO3+H2O;

2NaOH+CO2 = Na2CO3+2H2O.

4. Щёлочи взаимодействуют с амфотерными основаниями с образованием соли:

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

С. Амфотерные основания

Амфотерными называются такие основания, которые взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами. Амфотерные основания (соответствуют амфотерным оксидам): Be(OH)2, Zn(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, и др.

Химические свойства амфотерных оснований

1. Амфотерные основания взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды:

Zn(OH)2+2HCl = ZnCl2+2H2O.

2. Амфотерные основания взаимодействуют со щелочами:

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

  1.  Соли

Соли - это вещества, состоящие из ионов металлов и кислотного остатка. Соли делятся на средние, кислые, основные и комплексные.

Средние соли - это продукты полного замещения ионов водорода в кислоте металлом. Например: K2SO4, CuCl2, Al(NO3)3 и др.

Кислые соли - это продукты неполного замещения ионов водорода в кислоте на металл. Например: Ba(HS)2, Mg(HCO3)2 и др.

Образование кислых солей возможно только для многоосновных кислот. Почти все кислые соли хорошо растворяются в воде.

Способы получения кислых солей и перевод их в средние

1. Взаимодействие кислоты или кислотного оксида с основанием (при недостатке последнего):

H2SO4+NaOH = NaHSO4+H2O;

CO2+KOH = KHCO3.

2. Взаимодействием между основным оксидом и избытком кислоты:

CaO+2H2CO3 = Ca(HCO3)2+H2O.

3. Взаимодействие средней соли с кислотой:

Ca3(PO4)2+2HCl = 2CaHPO4+CaCl2;

PbSO4+H2SO4 = Pb(HSO4)2.

Кислые соли переводят в средние, действуя на них щёлочью (лучше одноименной):

Ba(HSO3)2+Ba(OH)2 = 2BaSO3+2H2O;

Ba(HSO3)2+2NaOH = BaSO3+Na2SO3+2H2O.

Основные соли - это продукт неполного замещения гидроксильных групп в основании кислотным остатком. Например: (FeOH)2SO4, AlOHCl2, (CuOH)2CO3 и др. Образование основных солей возможно только для многокислотных оснований. Основные соли плохо растворимы в воде.

Способы получения основных солей и перевод их в средние

1. Взаимодействие основания с кислотой или кислотным оксидом (при избытке основания):

Co(OH)2+HCl = CoOHCl+H2O;

2Ni(OH)2+CO2 = (NiOH)2CO3+H2O.

2.Взаимодействие средней соли с недостатком щелочи:

MgCl2+NaOH = MgOHCl+NaCl.

Основные соли переводят в средние, действуя на них кислотой (лучше одноименной):

Аl(OH)2NO3+2HNO3 = Al(NO3)3+2H2O;

(NiOH)2SO4+2HCl = NiSO4+NiCl2+2H2O.

Название соли состоит из двух слов: название аниона (кислотного остатка) и катиона, например: NaCl - хлорид натрия.

Если металл проявляет переменную степень окисления, то в скобках указывается её величина. Например: FeSO4 - сульфат железа (II), Fe2(SO4)3 - сульфат железа (III).

Название кислой соли образуется добавлением к аниону приставки "гидро" с указанием числа атомов водорода в кислотном остатке. Например: Na2HPO4 - гидрофосфат натрия, NaH2PO4 - дигидрофосфат натрия.

Название основной соли образуется добавлением к аниону приставки "гидроксо". Например: FeOHCl2 - гидроксохлорид железа (III); Fe(OH)2Cl - дигидроксохлорид железа (III); CuOHNO3 - гидроксо-нитрат меди (I1).Таблица №1

Название некоторых кислот и солей

Формула

кислоты

Название кислоты

Название солей

HF

Фтороводородная

Фториды

HCl

Хлороводородная

Хлориды

HBr

Бромоводородная

Бромиды

HJ

Йодоводородная

Йодиды

H2S

Cероводородная

Сульфиды

HNO2

Азотистая

Нитриты

HNO3

Азотная

Нитраты

H2CO3

Угольная

Карбонаты

H2CrO4

Хромовая

Хроматы

H2Cr2O7

Двухромовая

Дихроматы или

Бихроматы

H2SO3

Сернистая

Сульфиты

H2SO4

Cерная

Сульфаты

H2SiO3

Кремниевая

Силикаты

H3PO4 

Фосфорная

Фосфаты

CH3COOH

Уксусная

Ацетаты

Экспериментальная часть

Опыт 1. Свойства основных и кислотных оксидов

а) Взаимодействие основного оксида с водой.

Поместить в пробирку микрошпатель оксида кальция и добавить немного воды. Размешать стеклянной палочкой. Добавить две капли фенолфталеина. Объяснить все наблюдаемые явления, написать уравнения реакций, сделать вывод.

б) Взаимодействие основного оксида с кислотой.

В пробирку поместить микрошпатель оксида меди (II) и добавить 5-6 капель серной кислоты. Нагреть до кипения. Что наблюдается? Объяснить, написать уравнения реакции, сделать вывод.

в) Взаимодействие кислотного оксида с основанием (с получением средней и кислой соли).

Налить в пробирку 5 капель гидроксида кальция и через стеклянную трубочку (конец её протереть ватой, смоченной спиртом), опущенную в раствор, выдувать ртом выдыхаемый воздух до появления в пробирке помутнения. Объяснить это. Пропустить ещё воздух до исчезновения помутнения. Написать уравнение реакции, сделать вывод.

Опыт 2. Свойства оснований и кислот.

а) Реакция нейтрализации.

В пробирку поместить 5 капель гидроксида натрия и 2 капли фенолфталеина. Добавить по каплям разбавленный раствор хлорово-дородной кислоты, встряхнуть пробирку. Как и почему изменилась окраска фенолфталеина? Объясните наблюдения. Напишите уравнение реакции, сделайте вывод.

б) Взаимодействие кислот с солями.

В пробирку налить 4-5 капель разбавленной серной кислоты и добавить туда 2-3 кристаллика ацетата натрия, встряхнуть. Осторожно понюхать. Объяснить происходящую реакцию. Написать уравнение реакции, сделать вывод.

в) Свойства амфотерных оснований.

В три пробирки поместить по 8-10 капель (порознь) раствора солей: ZnSO4, MgSO4, Al2(SO4)3. Прибавить во все пробирки по каплям раствор гидроксида натрия до образования осадков гидроксидов. Каждый из полученных осадков разделите вместе с жидкостью на две части. На одну часть подействуйте раствором хлороводородной кислоты (4-5 капель), на другую - раствором щёлочи (4-5 капель). Обратите внимание на растворимость осадков в кислоте и в щёлочи и установите, какие из полученных оснований являются амфотерными, какие основными. Результаты опыта занесите в таблицу №2.

Таблица №2

Свойства оснований

Основания

Растворимость

Характер

оснований

в кислотах

в щелочах

Напишите уравнения реакций, сделайте вывод.

Опыт 3. Способы получения солей

а) Взаимодействие солей между собой.

В пробирку поместить несколько капель нитрата свинца и добавить 3-4 капли йодида калия. Описать наблюдения. Написать уравнение реакции, сделать вывод.

б) Взаимодействие солей с металлами.

В пробирку поместить 5 капель сульфата меди и опустить в неё кусочек цинка. Через 5-6 минут, слив раствор из пробирки, достать кусочек цинка и положить на фильтровальную бумагу. Что произошло при реакции? Написать уравнение реакции, сделать вывод.

Вопросы для самоконтроля

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83650. Элементы электрических цепей 156 KB
  Электротехнические устройства производящие электрическую энергию называются генераторами или источниками электрической энергии а устройства потребляющие ее приемниками потребителями электрической энергии. Схемы замещения источников электрической энергии Свойства источника электрической энергии описываются ВАХ называемой внешней характеристикой источника. ВАХ источника может быть определена экспериментально на основе схемы представленной на рис. Здесь вольтметр V измеряет напряжение на зажимах 12 источника И а амперметр А ...
83651. Топология электрической цепи 169.5 KB
  Отрезок линии соответствующий ветви схемы называется ветвью графа. Граничные точки ветви графа называют узлами графа. Ветвям графа может быть дана определенная ориентация указанная стрелкой. Подграфом графа называется часть графа т.
83652. Представление синусоидальных величин с помощью векторов и комплексных чисел 166 KB
  Это было связано с тем что первые генераторы электрической энергии вырабатывали постоянный ток который вполне удовлетворял технологическим процессам электрохимии а двигатели постоянного тока обладают хорошими регулировочными характеристиками. Цепи с изменяющимися переменными токами по сравнению с цепями постоянного тока имеют ряд особенностей. Для периодического тока имеем 1 Величина обратная периоду есть частота измеряемая в герцах Гц: 2 Диапазон частот применяемых в технике: от сверхнизких частот 0. Ее принято...
83653. Элементы цепи синусоидального тока. Векторные диаграммы и комплексные соотношения для них 186 KB
  Переходя от синусоидальных функций напряжения и тока к соответствующим им комплексам: разделим первый из них на второй. Следовательно соответствующие им векторы напряжения и тока Полученный результат показывает что напряжение на конденсаторе отстает по фазе от тока на.
83654. Закон Ома для участка цепи с источником ЭДС 189.5 KB
  Положительных направлений напряжений и токов. Однако число уравнений подлежащих решению может быть сокращено если воспользоваться специальными методами расчета к которым относятся методы контурных токов и узловых потенциалов. Метод контурных токов Идея метода контурных токов: уравнения составляются только по второму закону Кирхгофа но не для действительных а для воображаемых токов циркулирующих по замкнутым контурам т. Направления истинных и контурных токов выбираются произвольно.
83655. Основы матричных методов расчета электрических цепей 192 KB
  Соотношение 3 запишем для всех n ветвей схемы в виде матричного равенства или 4 где Z диагональная квадратная размерностью n x n матрица сопротивлений ветвей все элементы которой взаимную индуктивность не учитываем за исключением элементов главной диагонали равны нулю. Сказанное может быть записано в виде матричного соотношения 8 где столбцовая матрица контурных токов; транспонированная контурная матрица. 11 то получим матричную форму записи уравнений составленных по методу контурных токов: 12 где...