Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Химия

Покупка
Артикул: 800166.01.99
Доступ онлайн
350 ₽
В корзину
Пособие содержит теоретический материал, примеры решения и оформления заданий, задачи для самостоятельного выполнения и лабораторные работы. В пособии приведены необходимые справочные материалы.
Антропова, О. А. Химия : учебно-методическое пособие / О. А. Антропова, В. В. Вайтнер, Е. Г. Печёрских. - Екатеринбург : Изд-во Уральского ун-та, 2018. - 119 с. - ISBN 978-5-7996-2361-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1951246 (дата обращения: 23.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Министерство образования и науки Российской Федерации 

Уральский федеральный университет 

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина 

О. А. Антропова, В. В. Вайтнер, Е. Г. Печёрских 

ХИМИЯ

Учебно-методическое пособие 

Рекомендовано методическим советом  
Уральского федерального университета  

для студентов вуза, обучающихся по направлению 

08.03.01 — Строительство зданий и сооружений

Екатеринбург 

Издательство Уральского университета 

2018 

УДК 54(075.8) 
ББК 24я73 

    А72 

Рецензенты:
кафедра химии и процессов горения УрИ ГПС МЧС России 

(завкафедрой канд. хим. наук, доц. А. В. Кокшаров); 

канд. хим. наук, научный сотрудник ИВТЭ УрО РАН 

Е. В. Никитина

Научный редактор — д-р хим. наук, доц. М. Г. Иванов 

А72

Антропова, О. А.
Химия : учебно-метод. пособие / О. А. Антропова, 
В. В. Вайтнер, Е. Г. Печёрских. — Екатеринбург : Изд-
во Урал. ун-та, 2018. — 119, [1] с.
ISBN 978-5-7996-2361-6

Пособие содержит теоретический материал, примеры решения 

и оформления заданий, задачи для самостоятельного выполнения 
и лабораторные работы. В пособии приведены необходимые спра-
вочные материалы.

УДК 54(075.8) 
ББК 24я73 

ISBN 978-5-7996-2361-6
© Уральский федеральный 
     университет, 2018

1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Основные понятия

Химические вещества могут быть простыми и сложны-

ми. Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. 
Сложные неорганические соединения делят на три основных 
класса — оксиды, гидроксиды и соли.

Оксиды — соединения элементов с кислородом.
Если элементы проявляют переменную степень окисления, 

то образуют оксиды различного состава, что учитывают в назва-
нии оксида: Al2O3 — оксид алюминия; N2O3 — оксид азота (III).

Оксиды делят на несолеобразующие и солеобразующие. 

Несолеобразующие оксиды весьма немногочисленны, напри-
мер, CO, NO, N2O. Среди солеобразующих оксидов в соответ-
ствии с химическими свойствами выделяют основные, кислот-
ные и амфотерные.

Основные оксиды образуют только типичные металлы 

в степени окисления +1, +2 (не всегда).

Кислотные оксиды образуют неметаллы, а также металлы 

в высоких степенях окисления (+6, +7). Оксиды неметаллов — 

SO2, P2O5, оксиды металлов — CrO

+6

3 , Mn O

+7

2
7 .

Амфотерные оксиды образуют металлы в степени окисления 

+3, +4, +5, иногда +2. Амфотерные оксиды некоторых метал-
лов в степени окисления +2 — ZnO, PbO, SnO, BeO — следует 

| 1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |

запомнить. Амфотерные оксиды сочетают свойства основных 
и кислотных оксидов.

Гидроксиды — соединения, в состав которых входят элемент 

(Э), кроме фтора и кислорода, и гидроксогруппы OH.

Гидроксиды делят на три группы — основные (основания), 

кислотные (кислородсодержащие кислоты) и амфотерные. 
Каждому солеобразующему оксиду соответствует гидроксид, 
причем в паре «оксид — соответствующий гидроксид» одина-
ковы кислотно-основной характер соединений и их отноше-
ние к воде.

Na O
– основнойоксид,реагируетсводой;

NaOH –осно

2
вание,растворимоевводе.
м
н
о

 

SiO
– кислотныйоксид,нерастворимыйвводе;

H SiO –к

2

2
3

ислота,вводенерастворяется.
м
н
о

 

SnO
– амфотерныйоксид,нерастворимыйвводе;

Sn OH
–
2
(
)
амфотерныйгидроксид,нерастворимыйвводе.
м
нп

оп

 

Основания — гидроксиды, которые в водных растворах диссо-

циируют (распадаются) с образованием гидроксид-ионов (OH-).

Название оснований составляют из слова «гидроксид» и на-

звания элемента с указанием степени окисления, если степень 
окисления переменна, например: Ca (OH)2 — гидроксид каль-
ция, Fe (OH)3 — гидроксид железа (III). Растворимые в воде 
основания называют щелочами. Растворимые основания обра-
зуют щелочные и щелочноземельные металлы.

Кислоты — соединения, которые в водных растворах дис-

социируют с образованием ионов водорода (H+). В формулах 
кислот атомы водорода ставят на первое место: НnЭOm. Помимо 
кислородсодержащих кислот, существуют бескислородные кис-
лоты (H2S, HF, HCl, HBr, HI), не входящие в класс гидроксидов.

Амфотерные гидроксиды обладают свойствами оснований 

и кислот. Формулы и названия амфотерных гидроксидов при-

| 1.2. Химические свойства основных классов  неорганических веществ |

5

нято составлять аналогично формулам оснований, однако для 
удобства им можно придать и форму кислот:

Zn (OH)2 — гидроксид цинка (или H2ZnO2 — цинковая 

кислота).

Соли — вещества, которые состоят из основных и кислот-

ных остатков. Так соль CuSO4 состоит из основного остатка — 
катиона металла Cu 2+ и кислотного остатка — SO4

2-.

По составу выделяют три группы солей: средние, кислые 

и основные. Средние соли не содержат в своем составе гидрок-
согрупп и способных замещаться на металл ионов водорода: 
CuCl2, Na2CO3. Кислые соли содержат в составе кислотного 
остатка ион водорода: КHCO3, CaHPO4, NaH2PO4. Основные 
соли содержат в составе остатка основания гидроксогруппу: 
CuOHNO3, Fe (OH)2Cl.

1.2. Химические свойства основных классов  
неорганических веществ

Оксиды
• Отношение к воде. 
Из основных оксидов с водой реагируют только оксиды ще-
лочных (IА подгруппа) и щелочноземельных (IIА подгруп-
па, кроме Be и Mg) металлов, в результате образуются рас-
творимые основные гидроксиды — щелочи:

 
BaO + H2O = Ba (OH)2 

Большинство кислотных оксидов реагируют с водой, в ре-

зультате образуются растворимые кислотные гидроксиды — 
кислородсодержащие кислоты:

 
SO3 + H2O = H2SO4 

| 1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |

Некоторые кислотные оксиды, в том числе SiO2, с водой 

не реагируют.

Амфотерные оксиды с водой не реагируют.
• Кислотно-основные взаимодействия, в результате кото-

рых образуются соли. 

Реагируют только вещества, одно из которых проявляет кис-
лотные свойства, а другое — основные. Амфотерные оксиды 
в реакциях с кислотами и кислотными оксидами проявляют 
основные свойства, в реакциях со щелочами и основными 
оксидами — кислотные свойства.

 
MgO + SiO2 = MgSiO3 

 
 
     основной  кислотный  соль 

 
 
         оксид          оксид 

 
BaO + Al2O3 = Ba (AlO2)2 

 
 
  основной  амфотерный  соль 

 
 
      оксид          оксид 

 
BaO + 2HNO3 = Ba (NO3)2 + H2O 

 
            основной  кислота        соль 

                         оксид 

 
N2O5 + PbO = Pb (NO3)2 

                       кислотный  амфотерный  соль 
                              оксид            оксид 

 
P2O5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O 

                  кислотный  основание     соль 
                       оксид 

 
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O 

                   амфотерный   кислота    соль 
                          оксид 

 
ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O 

            амфотерный   основание        соль 
                  оксид            (щелочь) 

| 1.2. Химические свойства основных классов неорганических веществ  |

7

Гидроксиды
• Гидроксиды вступают в кислотно-основные взаимодей-

ствия, в результате которых образуются соли:

 
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 

                     основание   кислотный   соль 
                                                  оксид 

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

                      основание      кислота      соль 

 
2NaOH + PbO = Na2PbO2 + H2O 

 
           основание  амфотерный  соль 

 
 
 
          оксид 

 
2NaOH + Pb (OH)2 = Na2PbO2 + 2H2O 

 
       основание    амфотерный      соль 

                                           гидроксид 

 
2H3PO4 + 3Na2O = 2Na3PO4 + 3H2O 

                      кислота      основной       соль 
                                               оксид 

 
H2SO4 + SnO = SnSO4 + H2O 

                        кислота  амфотерный  соль 
                                               оксид 

 
H2SO4 + Sn(OH)2 = SnSO4 + 2H2O 

                       кислота  амфотерный     соль 
                                         гидроксид 
Амфотерные гидроксиды в реакциях с кислотами проявля-

ют основные свойства:

 
2Al (OH)3 + 3H2SO4 = Al2 (SO4)3 + 6H2O 

со щелочами (основаниями) — кислотные свойства:

 
H3AlO3 + 3NaOH = Na3AlO3 + 3H2O 

 
или   H3AlO3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O 

| 1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |

• Основания и кислоты реагируют с солями, если в ре-

зультате образуется осадок или слабый электролит. Сла-
бые кислоты — H3PO4, H2CO3, H2SO3, H2SiO3 и другие.

 
2NaOH + NiSO4 = Ni (OH)2↑ + Na2SO4 
                       основание     соль 

 
3H2SO4 + 2Na3PO4 = 2H3PO4 + 3Na2SO4 

                         кислота          соль 

Бескислородные кислоты вступают в те же реакции, что 

и ранее рассмотренные кислородсодержащие кислоты.

Соли
• Средние соли вступают в реакции обмена со щелочами, 

кислотами, солями. Примеры соответствующих реак-
ций приведены при рассмотрении свойств гидроксидов.

Сведений о растворимости кислых и основных солей нет 

в таблице, следует помнить, что все кислые соли растворимы, 
основные соли — нерастворимы.

• Кислые и основные соли обладают всеми свойствами 
солей, взаимодействуют со щелочами и кислотами. 
В реакциях со щелочами кислые соли, а с кислотами — 
основные соли переходят в средние.

 
Na2HPO4 + NaOH = Na3PO4 + H2O

 
Na2HPO4 + 2HCl = H3PO4 + 2NaCl

 
FeOHCl2 + HCl = FeCl3 + H2O

 
FeOHCl2 + 2NaOH = Fe (OH)3↓ + 2NaCl

1.3. Примеры решения задач

Задача 1. Напишите молекулярные уравнения возможных 

реакций:

Na2SO3 + CaCl2 → 

| 1.3. Примеры решения задач |

9

KOH + KHSO3 → 

Na3PO4 + HCl → 

K2S + NaCl → 

CrCl3 + HNO3 → 

K2SiO3 + NaOH → 

Решение.
При взаимодействии Na2SO3 и CaCl2 образуется малораство-

римое вещество CaSO3. Молекулярное уравнение реакции:

 
Na2SO3 + CaCl2 = CaSO3 + 2NaCl 

При взаимодействии KOH и KHSO3 образуется слабый 

электролит — вода.

Молекулярное уравнение реакции:

 
KOH + KHSO3 = K2SO3 + H2O 

При взаимодействии Na3PO4 и HCl образуется слабая кислота — 
H3PO4.

Молекулярное уравнение реакции:

 
Na3PO4 + 3HCl = 3NaCl + H3PO4 

Реакции 

 
K2S + NaCl ≠ 

 
CrCl3 + HNO3 ≠ 

 
K2SiO3 + NaOH ≠ 

невозможны, так как не образуется осадок или слабый электролит.


Задача 2. Напишите молекулярные уравнения возможных 

реакций с H2SO4 и NaOH:

CdO, SnO, SO2, Mg (OH)2, Be (OH)2, Ba (NO3)2, NaHCO3, 

(ZnOH)2SO4

| 1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |

Решение.
CdO — основной оксид, с основанием не реагирует, реагирует 
с кислотой, образуя соль и воду:

 
CdO + H2SO4 = CdSO4 + H2O 

SO2 — кислотный оксид, с кислотой не реагирует, реагирует 

с основанием, образуя соль и воду:

 
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O 

SnO — амфотерный оксид, реагирует с кислотой, проявляя 

основные свойства:

 
SnO + H2SO4 = SnSO4 + H2O 

и с основанием, проявляя кислотные свойства:

 
SnO + 2NaOH = Na2SnO2 + H2O 

Mg (OH)2 — основание, с основанием не реагирует, реагирует 
с кислотой, образуя соль и воду:

 
Mg (OH)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2 H2O 

Be (OH)2 — амфотерный гидроксид, реагирует с кислотой, 

проявляя основные свойства:

 
Be (OH)2 + H2SO4 = BeSO4 + 2 H2O 

и с основанием, проявляя кислотные свойства:

 
Be (OH)2 + 2NaOH = Na2BeO2 + 2H2O 

Ba (NO3)2 — средняя соль, с основанием не реагирует — 

не выполняется условие прохождения реакций обмена. С кислотой 
реагирует с образованием малорастворимого вещества:

 
Ba (NO3)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2 NaNO3 

NaHCO3 — кислая соль, реагирует с кислотой с образованием 
слабого электролита (кислоты) и средней соли:

Доступ онлайн
350 ₽
В корзину