Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Тема 6. Методика решения заданий С 2




17 18

11 12 13 14 15

6 5 4 8 9

3 7

 

Основный оксид 10Кислотный оксид

 

 

Р М Н Р М Н

Основание 16 Кислота

           
     
 


 

 

Соль19 Соль


1. Металл + Неметалл.В данное взаимодействие не вступают инертные газы. Чем выше электроотрицательность неметалла, тем с большим числом металлов он будет реагировать. Например, фтор реагирует со всеми металлами, а водород – только с активными. Чем левее в ряду активности металлов находится металл, тем с большим числом неметаллов он может реагировать. Например, золото реагирует только с фтором, литий – со всеми неметаллами.

2. Неметалл + неметалл.При этом более электроотрицательный неметалл выступает окислителем, менее ЭО – восстановителем. Неметаллы с близкой электроотрицательностью плохо взаимодействуют между собой, например, взаимодействие фосфора с водородом и кремния с водородом практически не возможно, так как равновесие этих реакций смещено в сторону образования простых веществ. Не реагируют с неметаллами гелий, неон и аргон, остальные инертные газы в жестких условиях могут реагировать с фтором. Не взаимодействуют кислород с хлором, бромом и йодом. Со фтором кислород может реагировать при низких температурах.

3. Металл + кислотный оксид.Металл восстанавливает неметалл из оксида. После этого избыток металла может реагировать с получившимся неметаллом. Например:

2Mg + SiO2 = 2MgO + Si (при недостатке магния)

2Mg + SiO2 = 2MgO + Mg2Si (при избытке магния)

4. Металл + кислота.Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, реагируют с кислотами с выделением водорода.

Исключение составляют кислоты – окислители (серная концентрированная и любая азотная), которые могут реагировать с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода, в реакциях не выделяется водород, а получается вода и продукт восстановления кислоты.

Нужно обратить внимание на то, что при взаимодействии металла с избытком многоосновной кислоты может получиться кислая соль: Mg +2H3PO4 = Mg(H2PO4)2 + H2.

Если продуктом взаимодействия кислоты и металла является нерастворимая соль, то металл пассивируется, так как поверхность металла защищается нерастворимой солью от действия кислоты. Например, действие разбавленной серной кислоты на свинец, барий или кальций.

5. Металл + соль. В растворев данную реакцию вступают металл, стоящий в ряду напряжений правее магния, включая сам магний, но левее металла соли. Если металл активнее магния, то он реагирует не с солью, а с водой с образованием щелочи, которая в дальнейшем реагирует с солью. При этом исходная соль и получающаяся соль должны быть растворимыми. Нерастворимый продукт пассивирует металл.



Однако, из этого правила бывают исключения:

2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2;

2FeCl3 + Fe = 3FeCl2. Так как железо имеет промежуточную степень окисления, то его соль в высшей степени окисления легко восстанавливается до соли в промежуточной степени окисления, окисляя даже менее активные металлы.

В расплавах ряд напряжений металлов не действует. Определить, возможна ли реакция между солью и металлом, можно только с помощью термодинамических расчетов. Например, натрий может вытеснить калий из расплава хлорида калия, так как калий более летучий: Na + KCl = NaCl + K↑ (эту реакцию определяет энтропийный фактор). С другой стороны алюминий получали вытеснением из хлорида натрием: 3Na + AlCl3 = 3NaCl + Al. Этот процесс экзотермический, его определяет энтальпийный фактор.

Возможен вариант, что соль при нагревании разлагается, и продукты ее разложения могут реагировать с металлом, например нитрат алюминия и железо. Нитрат алюминия разлагается при нагревании на оксид алюминия, оксид азота (IV) и кислород, кислород и оксид азота будут окислять железо:

10Fe + 2Al(NO3)3 = 5Fe2O3+ Al2O3 + 3N2

6. Металл + основный оксид.Также, как и в расплавах солей, возможность этих реакций определяется термодинамически. В качестве восстановителей часто используют алюминий, магний и натрий. Например: 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe реакция экзотермическая, энтальпийный фактор);2 Al + 3Rb2O = 6Rb↑ + Al2O3 (рубидий летучий, энтальпийный фактор).

7. Неметалл + основный оксид.Здесь возможно два варианта: 1) неметалл – восстановитель (водород, углерод): CuO + H2 = Cu + H2O; 2) неметалл – окислитель (кислород, озон, галогены): 4FeO + O2 = 2Fe2O3.

8. Неметалл + основание.Как правило, реакция идет между неметаллом и щелочью.Не все неметаллы могут реагировать с щелочами: нужно помнить, что в это взаимодействие вступают галогены (по-разному в зависимости от температуры), сера (при нагревании), кремний, фосфор.

2KOH + Cl2 = KClO + KCl + H2O (на холоде)

6KOH + 3Cl2 = KClO3 + 5KCl + 3H2O (в горячем растворе)

6KOH + 3S = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

2KOH + Si + H2O = K2SiO3+ 2H2

3KOH + 4P + 3H2O = PH3 + 3KPH2O2

9. Неметалл+ кислотный оксид.Здесь также возможно два варианта:

1) неметалл – восстановитель (водород, углерод):

СО2 + С = 2СО;

2NO2 + 4H2 = 4H2O + N2;

SiO2 + C = CO2 + Si. Если получившийся неметалл может реагировать с металлом, использованным в качестве восстановителя, то реакция пойдет дальше (при избытке углерода) SiO2 + 2C = CO2 + SiС

2) неметалл – окислитель (кислород, озон, галогены):

2СO + O2 = 2СО2.

СO + Cl2 = СОCl2.

2NO + O2 = 2NО2.

10. Кислотный оксид + основный оксид. Реакция идёт, если получающаяся соль в принципе существует. Например, оксид алюминия может реагировать с серным ангидридом с образованием сульфата алюминия, но не может реагировать с углекислым газом, так как соответствующей соли не существует.

11. Вода + основный оксид. Реакция возможна, если образуется щелочь, то есть растворимое основание (или мало растворимое, в случае кальция). Если основание нерастворимое или мало растворимое, то идёт обратная реакция разложения основания на оксид и воду.

12. Основный оксид + кислота. Реакция возможна, если образующаяся соль существует. Если получающаяся соль нерастворима, то реакция может пассивироваться из-за перекрытия доступа кислоты к поверхности оксида. В случае избытка многоосновной кислоты возможно образование кислой соли.

13. Кислотный оксид + основание. Как правило, реакция идет между щелочью и кислотным оксидом. Если кислотный оксид соответствует многоосновной кислоте, может получиться кислая соль: CO2 + KOH = KHCO3.

Кислотные оксиды, соответствующие сильным кислотам, могут реагировать и с нерастворимыми основаниями.

Иногда с нерастворимыми основаниями реагируют оксиды, соответствующие слабым кислотам, при этом может получиться средняя или основная соль (как правило, получается менее растворимое вещество): 2Mg(OH)2 + CO2 = (MgOH)2CO3 + H2O.

14. Кислотный оксид + соль.Реакция может идти в расплаве и в растворе. В расплаве менее летучий оксид вытесняет из соли более летучий. В растворе оксид, соответствующий более сильной кислоте, вытесняет оксид, соответствующий более слабой кислоте. Например, Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2, в прямом направлении эта реакция идет в расплаве, углекислый газ более летучий, чем оксид кремния; в обратном направлении реакция идет в растворе, угольная кислота сильнее кремниевой, к тому же оксид кремния выпадает в осадок.

Возможно соединение кислотного оксида с собственной солью, например, из хромата можно получить дихромат, и сульфата – дисульфат, из сульфита – дисульфит:

Na2SO3 + SO2 = Na2S2O5

Для этого нужно взять кристаллическую соль и чистый оксид, или насыщенный раствор соли и избыток кислотного оксида.

В растворе соли могут реагировать с собственными кислотными оксидами с образованием кислых солей: Na2SO3 + H2O + SO2 = 2NaHSO3

15. Вода + кислотный оксид. Реакция возможна, если образуется растворимая или мало растворимая кислота. Если кислота нерастворимая или мало растворимая то идёт обратная реакция разложения кислоты на оксид и воду. Например, для серной кислоты характерна реакция получения из оксида и воды, реакция разложения практически не идёт, кремниевую кислоту нельзя получить из воды и оксида, но она легко разлагается на эти составляющие, а вот угольная и сернистая кислоты могут участвовать как в прямых, так и обратных реакциях.

16. Основание + кислота.Реакция идет, если хотя бы одно из реагирующих веществ растворимо. В зависимости от соотношения реагентов могут получаться средние, кислые и основные соли.

17. Основание + соль.Реакция идет, если оба исходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролит или слабый электролит (осадок, газ, вода).

18. Соль + кислота.Как правило,реакция идет, если оба исходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролит или слабый электролит (осадок, газ, вода).

Сильная кислота может реагировать с нерастворимыми солями слабых кислот (карбонатами, сульфидами, сульфитами, нитритами), при этом выделяется газообразный продукт.

Реакции между концентрированными кислотами и кристаллическими солями возможны, если при этом получается более летучая кислота: например, хлороводород можно получить действием концентрированной серной кислоты на кристаллический хлорид натрия, бромоводород и йодоводород – действием ортофосфорной кислоты на соответствующие соли. Можно действовать кислотой на собственную соль для получения кислой соли, например: BaSO4 + H2SO4 = Ba(HSO4)2.

19. Соль + соль.Как правило,реакция идет, если оба исходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролит или слабый электролит.

Особо обратим внимание на те случаи, когда образуется соль, которая в таблице растворимости показана прочерком. Здесь возможны 2 варианта:

1) соль не существует, потому что необратимо гидролизуется. Это большинство карбонатов, сульфитов, сульфидов, силикатов трехвалентных металлов, а так же некоторые соли двухвалентных металлов и аммония. Соли трехвалентных металлов гидролизуются до соответствующего основания и кислоты, а соли двухвалентных металлов – до менее растворимых основных солей.

Рассмотрим примеры:

2FeCl3 + 3Na2CO3 = Fe2(CO3)3 + 6NaCl (1)

Подчеркнутая соль не существует из-за необратимого гидролиза:

Fe2(CO3)3 + 6H2O = 2Fe(OH)3 + 3H2CO3

H2CO3 разлагается на воду и углекислый газ, вода в левой и правой части сокращается и получается: Fe2(CO3)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 (2)

Если теперь объединить (1) и (2) уравнения и сократить карбонат железа, мы получим суммарное уравнение, отражающее взаимодействие хлорида железа (III) и карбоната натрия: 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl

CuSO4 + Na2CO3 = CuCO3 + Na2SO4 (1)

Подчеркнутая соль не существует из-за необратимого гидролиза:

2CuCO3+ H2O = (CuOH)2 CO3+CO2 (2)

Если теперь объединить (1) и (2) уравнения и сократить карбонат меди, мы получим суммарное уравнение, отражающее взаимодействие сульфата (II) и карбоната натрия:

2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2 CO3+ CO2 + 2Na2SO4

2) Соль не существует за счёт внутримолекулярного окисления-восстановления, таким солям относятся Fe2S3, FeI3, CuI2. Как только они получаются, тут же разлагаются: Fe2S3 = 2FeS+ S; 2FeI3 = 2FeI2 +I2; 2CuI2 = 2CuI + I2

Например; FeCl3 + 3KI = FeI3 + 3KCl (1),

но вместо FeI3 нужно записать продукты его разложения: FeI2 +I2.

Тогда получится: 2FeCl3 + 6KI = 2FeI2 +I2 + 6KCl

Это не единственный вариант записи данной реакции, если йодид был в недостатке, то может получиться йод и хлорид железа (II):

2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 +I2 + 2KCl

В предложенной схеме ничего не сказано про амфотерные соединения и соответствующие им простые вещества. На них мы обратим особое внимание. Итак, амфотерный оксид в данной схеме может занять место и кислотного и основного оксидов, амфотерный гидроксид – место кислоты и основания. Нужно помнить, что, выступая в качестве кислотных, амфотерные оксиды и гидроксиды образуют в безводной среде обычные соли, а в растворах – комплексные соли:

Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O (сплавление)

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4 ] (в растворе)

Простые вещества, соответствующие амфотерным оксидам и гидроксидам, реагируют с растворами щелочей с образованием комплексных солей и выделением водорода: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4 ] + 3Н2

 

ЗАДАНИЕ

Обсудите возможность взаимодействия…Это значит, что Вы должны решить:

1) возможна ли реакция;

2) если возможна, то при каких условиях (в растворе, в расплаве, при нагревании и т.п.), если не возможна, то почему;

3) могут ли получиться разные продукты при разных (каких) условиях.

После этого Вы должны записать все возможные реакции.

Например: 1. обсудите возможность взаимодействия магния с нитратом калия.

1) Реакция возможна

2) Она может происходить в расплаве (при нагревании)

3) В расплаве реакция возможна, так как нитрат разлагается с выделением кислорода, который окисляет магний.

KNO3 + Mg = KNO2 + MgO

2. обсудите возможность взаимодействия серной кислоты с хлоридом натрия.

1) Реакция возможна

2) Она может происходит между концентрированной кислотой и кристаллической солью

3) В качестве продукта может получаться сульфат натрия и гидросульфат натрия (в избытке кислоты, при нагревании)

H2SO4 + NaCl = NaHSO4 + HCl

H2SO4 + 2NaCl = Na2SO4 + 2HCl

Обсудите возможность протекания реакции между:

1. Ортофосфорной кислотой и гидроксидом калия;

2. Оксидом цинка и гидроксидом натрия;

3. Сульфитом калия и сульфатом железа (III);

4. Хлоридом меди (II) и йодидом калия;

5. Карбонатом кальция и оксидом алюминия;

6. Углекислым газа и карбонатом натрия;

7. Хлоридом железа (III) и сероводородом;

8. Магнием и сернистым газом;

9. Дихроматом калия и серной кислотой;

10. Натрием и серой.

 

 

Проведем небольшой анализ примеров С2





Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 2231; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.144.14.128
Генерация страницы за: 0.148 сек.