2020-06-29
79
1. Диссоциация:
CuSO4 Û Cu2+ + SO42-
Al(NO3)3 Û Al3+ + 3NO3-
2. Растворы солей взаимодействуют с растворами кислот, если:
а) выпадает осадок новой соли, нерастворимый в образовавшейся кислоте:
AgNO3 + HCl ® AgCl¯ + HNO3
Ag+ + Cl- ® AgCl¯
б) выпадает осадок новой кислоты:
Na2SiO3 + 2HCl ® 2NaCl + H2SiO3¯
2H+ + SiO32- ® H2SiO3¯
в) выделяется газ (слабая летучая кислота):
K2S + H2SO4 ® K2SO4 + H2S
S2- + 2H+ ® H2S
3. Взаимодействие с растворами щелочей, если:
а) выпадает осадок нового основания:
MnCl2 + Ba(OH)2 ® BaCl2 + Mn(OH)2¯
Mn2+ + 2OH- ® Mn(OH)2¯
б) выпадает осадок новой соли:
K2SO4 + Sr(OH)2 ® SrSO4¯ + 2KOH
Sr2+ + SO42- ® SrSO4¯
в) выделяется газ:
(NH4)2SO4 + 2NaOH ® Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
NH4+ + OH- ® NH3 + H2O
4. Взаимодействие с растворами других солей, если при этом выпадает осадок:
Zn(NO3)2 + BaS ® Ba(NO3)2 + ZnS¯
Zn2+ + S2- ® ZnS¯
5. Взаимодействие растворов солей металлов малой и средней активности с металлами, стоящими в ряду напряжений левее:
CuSO4 + Fe ® FeSO4 + Cu¯
Cu2+ + Fe° ® Fe2+ + Cu°
Такой схеме реакции не подчиняется взаимодействие растворов солей со щелочными и щелочноземельными металлами; ввиду их высокой активности эти металлы взаимодействуют не с самой солью, а с водой, находящейся в растворе соли, при этом получаются щелочи, вытесняющие в осадок не металл, а его гидроксид:
2Na + CuSO4 ¹ Na2SO4 + Cu;
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2¯ + Na2SO4.
Суммарное уравнение реакций:
2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2¯ + Na2SO4 + H2 (Кстати, реакция натрия с водой сопровождается выделением большого количества теплоты, благодаря которой образовавшийся гидроксид меди разлагается, теряя воду; из-за этого синий осадок гидроксида меди (II) экранируется черным оксидом меди (II))
Поэтому для вытеснения металла из раствора его соли берут именно металлы, химическая активность значительно ниже щелочных и щелочноземельных металлов.
17. Примеры решений качественных задач по теории электролитической диссоциации и ионным реакциям
Задача 1. Среди перечисленных ниже веществ укажите те, которые в водном растворе будут диссоциировать, и напишите уравнения реакций: Na2CO3, Cu(OH)2, Сa(OH)2, HNO3, AgCl, ZnSO4, Al2O3.
Ответ: в растворах данных веществ диссоциация будет наблюдаться в случаях: Na2CO3, Сa(OH)2, HNO3, ZnSO4, т. к. эти вещества – сильные электролиты:
Сa(OH)2 Û Сa2+ + 2OH- Na2CO3 Û 2Na+ + CO32-
1 ступень Сa(OH)2 Û СaOH+ + OH- HNO3 Û H+ + NO3-
2 ступень СaOH+ Û Сa2+ + OH- ZnSO4 Û Zn2+ + SO42-
Такие вещества, как Cu(OH)2, AgCl, Al2O3 в растворе диссоциировать не будут, т. к. – первые два – нерастворимы в воде, а третье – типичный оксид, а оксиды диссоциации не подвергаются. (Но, несмотря на то, что первые два вещества - плохо растворимы в воде, диссоциация их все же будет происходить, но в очень незначительной степени)
Задача 2. Среди приведенных ниже веществ укажите, с какими из них будут взаимодействовать растворы: а) серной кислоты б) гидроксида калия в) нитрата серебра: HNO3, Ba(OH)2, ZnSO4, Cu, H2SiO3, Al, FeO, SrBr2.
I) Серная кислота в растворе взаимодействует с:
а) гидроксидом бария (нейтрализация и выпадение осадка):
H2SO4 + Ba(OH)2 ® BaSO4¯ + 2H2O
2H+ + SO42- + Ba2+ + 2OH- ® BaSO4¯ + 2H2O
б) металлическим алюминием (т. к. Al стоит в ряду напряжений металлов до водорода)
2Al + 3H2SO4 ® Al2(SO4)3 + 3H2
2Al° + 6H+ ® 2Al3+ + 3H2°
в) основным оксидом (нейтрализация):
FeO + H2SO4 ® FeSO4 + H2O
FeO + 2H+ ® Fe2+ + H2O
г) раствором соли (т. к. выпадает осадок):
H2SO4 + SrBr2 ® SrSO4¯ + 2HBr
Sr2+ + SO42- ® SrSO4¯
Серная кислота не взаимодействует: с сульфатом цинка, т. к. анионы кислоты и соли совпадают; с медью, т. к. она стоит в ряду напряжений после водорода (с медью реагирует только концентрированная серная кислота при нагревании); с кремниевой и азотной кислотами, т. к. кислоты между собой не взаимодействуют.
II) Гидроксид калия в растворе взаимодействует с:
a) азотной кислотой (нейтрализация):
KOH + HNO3 ® KNO3 + H2O
H+ + OH- ®H2O
б) раствором соли (т. к. в недостатке щелочи выпадает осадок):
2KOH + ZnSO4 ® Zn(OH)2¯ + K2SO4
Zn2+ + 2OH- ® Zn(OH)2¯
В избытке щелочи осадок растворяется, переходя в комплексное соединение, потому что гидроксид цинка – амфотерное основание. Поэтому при избытке КОН осадка наблюдаться не будет, но реакция пойдет:
4KOH + ZnSO4 ® K2[Zn(OH)4] + K2SO4
Zn2+ + 4OH- ® [Zn(OH)4]2-
в) с кремниевой кислотой (нейтрализация):
2KOH + H2SiO3 ® K2SiO3 + 2H2O
2OH- + H2SiO3 ® SiO32- + 2H2O
г) с алюминием (т. к. Al соответствует амфотерному оксиду):
2Al + 2KOH + 6H2O ®2K[Al(OH)4] +3H2
2Al° + 2OH- + 6H2O ® 2[Al(OH)4]- + 3H2°
КОН не взаимодействует с раствором бромида стронция, т. к. при этом не образуется ни газа, ни осадка; не взаимодействует с оксидом железа (II), т. к. FeO – основной оксид; не взаимодействуют с раствором гидроксида бария, т. к. гидроксиды основной природы (в данном случае щелочи) не взаимодействуют между собой; не взаимодействует с медью, т. к. Cu – не соответствует ни кислотному, ни амфотерному оксиду.
III) Нитрат серебра в растворе взаимодействует с:
а) гидроксидом бария (т. к. выпадает осадок):
2AgNO3 + Ba(OH)2 ® Ba(NO3)2 + Ag2O¯ + H2O
2Ag+ + 2OH- ® Ag2O¯ + H2O
Следует учесть, что таких гидроксидов, как AgOH и Hg(OH)2, HgOH не существует – они сразу же разлагаются на оксид металла и воду.
б) раствором сульфата цинка (т. к. выпадает осадок на холоду):
2AgNO3 + ZnSO4 ® Ag2SO4¯ + Zn(NO3)2
2Ag+ + SO42- ® Ag2SO4¯
в) раствором бромида стронция (т. к. выпадает осадок):
2AgNO3 + SrBr2 ® 2AgBr¯ + Sr(NO3)2
Ag+ + Br- ® AgBr¯
г) медью и алюминием, т. к. они стоят в ряду напряжений левее серебра:
2AgNO3 + Cu ® Cu(NO3)2 + 2Ag¯
2Ag+ + Cu° ® Cu2+ + 2Ag°¯
3AgNO3 + Al ® Al(NO3)3 + 3Ag¯
3Ag+ + Al° ® Al3+ + 3Ag°¯
Задача 3. Осуществите следующие превращения:
Zn ® ZnSO4 ® ZnCl2 ® Zn(NO3)2 ® Zn(OH)2 ® ZnO ® Na2[Zn(OH)4]
1. Т. к. Zn стоит в ряду напряжений до водорода, он взаимодействует с H2SO4:
Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2
Zn° + 2H+ ® Zn2+ + H2°
2. Превращения в растворах идут лишь в том случае, если при этом выделяется газ или выпадает осадок!
Для превращения из сульфата в хлорид нужно пользоваться растворами хлоридов кальция, стронция, бария, т. к. только с растворами этих солей возможен осадок:
ZnSO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ + ZnCl2
Ba2+ + SO42- ® BaSO4¯
Неправильно: ZnSO4 + 2KCl ® K2SO4 + ZnCl2 (реакция до конца не идет, т. к. в процессе не образуется ни газа, ни осадка)
3. Для осуществления превращения из хлорида в нитрат нужно пользоваться растворами нитратов серебра, свинца(II), ртути(I), т. к. только с растворами этих солей возможен осадок:
ZnCl2 + Pb(NO3)2 ® PbCl2¯ + Zn(NO3)2
Pb2+ + 2Cl- ® PbCl2¯
4. Действие недостатком щелочи (т. к. выпадает осадок):
Zn(NO3)2 + Ba(OH)2 ® Ba(NO3)2 + Zn(OH)2¯
Zn2+ + 2OH- ® Zn(OH)2¯
5. Т. к. гидроксид цинка – плохо растворимое в воде основание, оно термически разлагается, теряя воду:
Zn(OH)2 ® ZnO + H2O (условие - нагревание)
6. Поскольку оксид цинка – амфотерный, он растворяется в избытке концентрированной щелочи при нагревании:
ZnO + H2O + 2NaOH ® Na2[Zn(OH)4]
ZnO + H2O + 2OH- ® [Zn(OH)4]2-
