Страницы Список страниц 8 9 10 11 12 · · ·  45                    

§ 26. Соли. Классификация, состав и названия солей

Солями называются электролиты, диссоциирующие в водных растворах с образованием обязательно катиона металла и аниона кислотного остатка
Классификация солей приведена в табл. 9.

Классификация солей. Таблица 9
Средние (нормальные) соли Кислые соли Основные соли Двойные соли Комплексные соли
Na24

Са3(РО4)2
MgCО3

NaHCО3
Са(Н2РО4)2
KHSО3
Сu2(ОН)2СО3

Fe(OH)Cl2 Al(OH)23

KAl(SО4)2
KNaCO3 KCr(SО4)2
K3[Fe(CN)6] Fe4[Fe(CN)6l3

При написании формул любых солей необходимо руководствоваться одним правилом: суммарные заряды катионов и анионов должны быть равны по абсолютной величине. Исходя из этого, должны расставляться индексы. На пример, при написании формулы нитрата алюминия мы учитываем ,что заряд катиона алюминия +3, а питрат-иона — 1: AlNO3(+3), и с помощью индексов уравниваем заряды (наименьшее общее кратное для 3 и 1 равно 3. Делим 3 на абсолютную величину заряда катиона алюминия — получается индекс. Делим 3 на абсолютную величину заряда аниона NO3 получается индекс 3). Формула: Al(NO3)3

Средние, или нормальные, соли имеют в своем составе только катионы металла и анионы кислотного остатка. Их названия образованы от латинского названия элемента, образующего кислотный остаток, путем добавления соответствующего окончания в зависимости от степени окисления этого атома. Например, соль серной кислоты Na24 носит название сульфат натрия (степень окисления серы +6), соль Na2S — сульфид натрия (степень окисления серы —2) и т. п. В табл. 10 приведены названия солей, образованных наиболее широко применяемыми кислотами.

Названия средних солей. Таблица 10
Кислота, образующая соль Название соли
HCl
HNO3
Н2SO4
Н2SO3
H2S
Н3РO4
Н2СО3
H2SiO3
Хлорид
Нитрат
Сульфат
Сульфит
Сульфид
Фосфат
Карбонат
Силикат

Названия средних солей лежат в основе всех других групп солей.

■ 106 Напишите формулы следующих средних солей: а) сульфат кальция; б) нитрат магния; в) хлорид алюминия; г) сульфид цинка; д) сульфит натрия; е) карбонат калия; ж) силикат кальция; з) фосфат железа (III). (См. Ответ)

Кислые соли отличаются от средних тем, что в их состав, помимо катиона металла, входит катион водорода, например NaHCO3 или Ca(H2PO4)2. Кислую соль можно представить как продукт неполного замещения атомов водорода в кислоте металлом. Следовательно, кислые соли могут быть образованы только двух- и более основными кислотами.
В состав молекулы кислой соли обычно входит «кислый» ион, зарядность которого зависит от ступени диссоциации кислоты. Например, диссоциация фосфорной кис лоты идет по трем ступеням:

диссоциация фосфорной кис лоты

На первой ступени диссоциации образуется однозарядный анион Н2РО4. Следовательно, в зависимости от заряда катиона металла, формулы солей будут выглядеть как NaH24, Са(Н2РО4)2, Ва(Н2РО4)2 и т. д. На второй ступени диссоциации образуется уже двухзарядный анион HPO24. Формулы солей будут иметь такой вид: Na2HPО4, СаНРО4 и т. д. Третья ступень диссоциации кислых солей не дает.
Названия кислых солей образованы от названий средних с добавлением приставки гидро-(от слова «гидроге-ниум» — водород):
NaHCО3 — гидрокарбонат натрия KHSО4 — гидросульфат калия СаНРО4 — гидрофосфат кальция
Если в состав кислого иона входят два атома водорода, например Н2РО4, то к названию соли добавляется еще приставка ди- (два): NaH24 — дигидрофосфат натрия, Са(Н2РО4)2 — дигидрофосфат кальция и т. д.

107. Напишите формулы следующих кислых солей: а) гидросульфат кальция; б) дигидрофосфат магния; в) гидрофосфат алюминия; г) гидрокарбонат бария; д) гидросульфит натрия; е) гидросульфит магния.
108. Можно ли получить кислые соли соляной и азотной кислоты. Обоснуйте свой ответ. (См. Ответ)

Основные соли отличаются от остальных тем, что, помимо катиона металла и аниона кислотного остатка, в их состав входят анионы гидроксила, например Al(OH)(NО3)2. Здесь заряд катиона алюминия +3, а заряды гидроксил-иона—1 и двух нитрат-ионов — 2, всего — 3.
Названия основных солей образованы от названий средних с добавлением слова основной, например: Сu2(ОН)2СO3 — основной карбонат меди, Al(OH)2NO3 — основной нитрат алюминия.

109. Напишите формулы следующих основных солей: а) основной хлорид железа (II); б) основной сульфат железа (III); в) основной нитрат меди (II); г) основной хлорид кальция ;д) основной хлорид магния; е) основной сульфат железа (III) ж) основной хлорид алюминия. (См. Ответ)

Формулы двойных солей, например KAl(SO4)3, строят, исходя из суммарных зарядов обоих катионов металлов и суммарного заряда анион

формы двойных солей

Суммарный заряд катионов + 4 , суммарный заряд анионов —4.
Названия двойных солей образуют так же, как и средних, только указывают названия обоих металлов: KAl(SO4)2 — сульфат калия-алюминия.

■ 110. Напишите формулы следующих солей:
а) фосфат магния; б) гидрофосфат магния; в) сульфат свинца; г) гидросульфат бария; д) гидросульфит бария; е) силикат калия; ж) нитрат алюминия; з) хлорид меди (II); и) карбонат железа (III); к) нитрат кальция; л) карбонат калия. (См. Ответ)

§ 27. Химические свойства солей

1. Все средние соли являются сильными электролитами и легко диссоциируют:
Na2SO4 ⇄ 2Na+ + SO24
Средние соли могут взаимодействовать с металлами, стоящими ряду напряжений левее металла, входящего в состав соли:
Fe + CuSO4 = Сu + FeSO4
Fe + Сu2+ + SO24 = Сu + Fe2+ + SO24
Fe + Cu2+ = Сu + Fe2+
2. Соли реагируют со щелочами и кислотами по правилам, описанным в разделах «Основания» и «Кислоты»:
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
Fe3+ + 3Cl + 3Na+ + 3ОН = Fe(OH)3 + 3Na+ + 3Cl
Fe3+ + 3OH =Fe(OH)3
Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SO3
2Na+ + SO23 + 2H+ + 2Cl = 2Na+ + 2Cl + SO2 + H2O
2H+ + SO23 = SO2 + H2O
3. Соли могут взаимодействовать между собой, в результате чего образуются новые соли:
AgNO3 + NaCl = NaNO3 + AgCl
Ag+ + NO3 + Na+ + Cl= Na+ + NO3 + AgCl
Ag+ + Cl = AgCl
Поскольку эти обменные реакции осуществляются в основном в водных растворах, они протекают лишь тогда, когда одна из образующихся солей выпадает в осадок.
Все реакции обмена идут в соответствии с условиями протекания реакций до конца, перечисленными в § 23, стр. 89.

■ 111. Составьте уравнения следующих реакций и, пользуясь таблицей растворимости, определите, пройдут ли они до конца:
а) хлорид бария + сульфат натрия;
б) хлорид алюминия + нитрат серебра;
в) фосфат натрия + нитрат кальция;
г) хлорид магния + сульфат калия;
д) сульфид натрия + нитрат свинца;
е) карбонат калия + сульфат марганца;
ж) нитрат натрия + сульфат калия.
Уравнения записывайте в молекулярной и ионных формах.

■ 112. С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать хлорид железа (II): а) медь; б) карбонат -кальция; в) гидроокись натрия; г) кремниевый ангидрид; д) нитрат серебра; е) гидроокись меди (II); ж) цинк?
Все уравнения записывайте в молекулярной и ионной формах.
113. Опишите свойства карбоната кальция как средней соли. Все уравнения записывайте в молекулярной и ионной формах. (См. Ответ)
114. Как осуществить ряд превращений:

SAM_0834-1

Все уравнения записывайте в молекулярной и ионной формах.
115. Какое количество соли получится при реакции 8 г серы и 18 г цинка?
116. Какой объем водорода выделится при взаимодействии 7 г железа с 20 г серной кислоты?
117. Сколько молей поваренной соли получится при реакции 120 г едкого натра и 120 г соляной кислоты?
118. Сколько нитрата калия получится при реакции 2 молей едкого кали и 130 г азотной кислоты? (См. Ответ)

§ 28. Гидролиз солей

Специфическим свойством солей является их способность гидролизоваться — подвергаться гидролизу (от греч. «гидро»—вода, «лизис» — разложение), т. е. разложению под действием воды. Считать гидролиз разложением в том смысле, в каком мы обычно это понимаем, нельзя, но несомненно одно — в реакции гидролиза всегда участвует вода.
Вода — очень слабый электролит, диссоциирует плохо
Н2О ⇄ Н+ + ОН
и не меняет окраску индикатора. Щелочи и кислоты меняют окраску индикаторов, так как при их диссоциации в растворе образуется избыток ионов ОН (в случае щелочей) и ионов Н+ в случае кислот. В таких солях, как NaCl, K24, которые образованы сильной кислотой (НСl, H2SO4) и сильным основанием (NaOH, КОН), индикаторы окраски не меняют, так как в растворе этих
солей гидролиз практически не идет.
При гидролизе солей возможны четыре случая в зависимости от того, сильными или слабыми кислотой и основанием образована соль.
1. Если мы возьмем соль сильного основания и слабой кислоты, например K2S, то произойдет следующее. Сульфид калия диссоциирует на ионы как сильный электролит:
K2S ⇄ 2K+ + S2-
Наряду с этим слабо диссоциирует вода:
H2O ⇄ H+ + OH
Анион серы S2- является анионом слабой сероводородной кислоты, которая диссоциирует плохо. Это приводит к тому, что анион S2- начинает присоединять к себе из воды катионы водорода, постепенно образуя малодиссоциируюшие группировки:
S2- + H++ OH = HS— + OH
HS + H+ + OH = H2S + OH
Поскольку катионы Н+ из воды связываются, а анионы ОН остаются, то реакция среды становится щелочной. Таким образом, при гидролизе солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой, реакция среды всегда бывает щелочная.

■ 119.Объясните при помощи ионных уравнений процесс гидролиза карбоната натрия. (См. Ответ)

2. Если берется соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, например Fe(NО3)3, то при ее диссоциации образуются ионы:
Fe(NO3)3 ⇄ Fe3+ + 3NО3
Катион Fe3+ является катионом слабого основания — гидроокиси железа, которая диссоциирует очень плохо. Это приводит к тому, что катион Fe3+ начинает присоединять к себе из воды анионы ОН, образуя при этом мало-диссоциирующие группировки:
Fe3+ + Н+ + ОН = Fe(OH)2++ + Н+
и далее
Fe(ОH)2+ + Н+ + ОН = Fe(OH)2+ + Н+
Наконец, процесс может дойти и до последней своей ступени:
Fe(OH)2+ + Н++ ОН = Fe(OH)3 + H+
Следовательно, в растворе окажется избыток катионов водорода.
Таким образом, при гидролизе соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, реакция среды всегда кислая.

■ 120. Объясните при помощи ионных уравнений ход гидролиза хлорида алюминия. (См. Ответ)

3. Если соль образована сильным ос-нованием и сильной кислотой, то тогда ни катион, ни анион не связывает ионов воды и реакция остается нейтральной. Гидролиз практически не происходит.
4. Если соль образована слабым основанием и слабой кислотой, то реакция среды зависит от их степени диссоциации. Если основание и кислота имеют практически одинаковую степень диссоциации, то реакция среды будет нейтральной.

■ 121. Нередко приходится видеть, как при реакции обмена вместо ожидаемого осадка соли выпадает осадок гидроокиси металла,  например при реакции между хлоридом железа (III) FeCl3 и карбонатом натрия Na23 образуется не Fe2(CО3)3, a Fe(OH)3. Объясните это явление.
122. Среди перечисленных ниже солей укажите те, которые в растворе подвергаются гидролизу: KNO3, Cr2(SO4)3, Аl2(СO3)3, CaCl2, K2SiO3, Al2(SО3)3(См. Ответ)

§ 29. Особенности свойств кислых солей

Несколько иные свойства у кислых солей. Они могут вступать в реакции с сохранением и с разрушением кислого иона. Например, реакция кислой соли с щелочью приводит к нейтрализации кислой соли и разрушению кислого иона, например:
NaHSO4 + КОН = KNaSO4 + Н2O
двойная соль
Na+ + HSO4 + К+ + ОН = К+ + Na+ + SO24 + Н2O
HSO4 + OH = SO24 + Н2О
Разрушение кислого иона можно представить следующим образом:
HSO4⇄ H+ + SO42-
H+ + SO24 + OH = SO24 + H2O
Разрушается кислый ион и при реакции с кислотами:
Mg(HCO3)2 + 2НСl = MgCl2 + 2Н2Сo3
Mg2+ + 2НСО3 + 2Н+ + 2Сl = Mg2+ + 2Сl + 2Н2O + 2СO2
2НСО3 + 2Н+ = 2Н2O + 2СO2
HCO3 + Н+= Н2O + СО2
Нейтрализацию можно проводить той же щелочью, которой образована соль:
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + Н2O
Na+ + HSO4 + Na+ + ОН = 2Na+ + SO42- + H2O
HSO4 + OH = SO42- + Н2O
Реакции с солями протекают без разрушения кислого иона:
Са(НСO3)2 + Na2CO3 = СаСО3 + 2NaHCO3
Са2+ + 2НСO3 + 2Na+ + СО23 = CaCO3↓+ 2Na+ + 2НСO3
Ca2+ + CO23 = CaCO3
■ 123. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения следующих реакций:
а) гидросульфид калия + соляная кислота;
б) гидрофосфат натрия + едкое кали;
в) дигидрофосфат кальция + карбонат натрия;
г) гидрокарбонат бария + сульфат калия;
д) гидросульфит кальция + азотная кислота.  (См. Ответ)

§ 30, Получение солей

На основании изученных свойств основных классов неорганических веществ можно вывести 10 способов получения солей.
1. Взаимодействием металла с неметаллом:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Таким способом могут быть получены только соли бескислородных кислот. Это не ионная реакция.
2. Взаимодействием металла с кислотой:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Fe + 2H+ + SO24 =Fe2+ + SO24 + H2↑
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
3. Взаимодействием металла с солью:
Сu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Сu + 2Ag+ + 2NO3 = Cu2+ 2NO3 + 2Ag↓
Сu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
4. Взаимодействием основного окисла с кислотой:
СuО + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + 2H+ + SO24 = Cu2+ + SO24 + H2O
СuО + 2Н+ = Cu2+ + H2O
5. Взаимодействием основного окисла с ангидридом кислоты:
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2
Реакция не ионного характера.
6. Взаимодействием кислотного окисла с основанием:
СО2 + Сa(OH)2 = CaCO3 + H2O
CO2 + Ca2+ + 2OH = CaCO3 + H2O
7, Взаимодействие кислот с основанием (нейтрализация):
HNO3 + KOH = KNO3 + H2O
H+ + NO3 + K+ + OH = K+ + NO3 + H2O
H+ + OH = H2O

8. Взаимодействием основания с солью:
3NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3 + 3NaCl
3Na+ + 3ОН + Fe3+ + 3Cl = Fe(OH)3↓ + 3Na + 3Cl
Fe3+ + 3ОН = Fe(OH)3↓
9. Взаимодействием кислоты с солью:
H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O+ CO2
2H+ + SO24 + 2Na+ + CO23=2Na+ + SO24 + H2O + CO2
2H+ + CO23 = H2O + CO2
10. Взаимодействием соли с солью:
Ba(NO3)2 + FeSO4 = Fe(NO3)2 + BaSO4
Ba2+ + 2NO3 + Fe2+ + SO24 = Fe2+ + 2NO3 + BaSO4↓
Ba2+ + SO24 = BaSO4↓

■124. Приведите все известные вам способы получения сульфата бария (все уравнения записывайте в молекулярной и ионной формах).
125. Приведите все возможные общие способы получения хлорида цинка.
126. Смешаны 40 г окиси меди и 200 мл 2 н. раствора серной кислоты. Какое количество сульфата меди при этом образуется?
127. Сколько карбоната кальция получится при реакции 2,8 л СO2 с 200 г 5% раствора Са(ОН)2?
128. Смешаны 300 г 10% раствора серной кислоты и 500 мл 1,5 н. раствора карбоната натрия. Какой объем двуокиси углерода при этом выделится?
129. На 80 г цинка, содержащего 10% примесей, действуют 200 мл 20% соляной кислоты. Сколько хлорида цинка образуется в результате реакции? (См. Ответ)

10

9 11