§ 1. Основные классы неорганических веществ
1. Чем различаются между собой: а) простые и сложные вещества; б) вещества молекулярного и немолекулярного строения? Приведите по три примера соответствующих веществ.
a) Простые: состоят из атомов одного элемента (металлы и неметаллы). Примеры: O2 (кислород), Cu (медь), S (сера).
Сложные: состоят из атомов разных элементов; главные классы — оксиды, кислоты, основания, соли. Примеры: NaCl (хлорид натрия), CaO (оксид кальция), H2SO4 (серная кислота).
б) Молекулярные: состоят из отдельных молекул. Примеры: HCl (хлороводород), CO2 (оксид углерода(IV)), SO2 (оксид серы(IV)).
Немолекулярные: имеют ионную/атомную/металлическую кристаллическую решетку. Примеры: NaCl (хлорид натрия), CaO (оксид кальция), NaOH (гидроксид натрия).
2. По каким признакам оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные? Приведите по два примера оксидов каждого типа, назовите их.
Основные оксиды реагируют с кислотами → соли и вода; кислотные — со щелочами (основаниями) → соли и вода; амфотерные — и с кислотами, и со щелочами.
Примеры
Основные: Na2O (оксид натрия), CaO (образуется оксид кальция).
Кислотные: CO2 (оксид углерода(IV)), SO3 (образуется оксид серы(VI)).
Амфотерные: ZnO (оксид цинка), Al2O3 (образуется оксид алюминия).
3. Охарактеризуйте важнейшие химические свойства основных оксидов. Составьте уравнения реакций: а) оксида натрия с водой; б) оксида железа(II) с соляной кислотой; в) оксида кальция с оксидом углерода(IV). Назовите образующиеся вещества.
Основные оксиды реагируют с кислотами (соль + H2O), с кислотными оксидами (соль), а оксиды щелочных и щёлочноземельных металлов — с водой (основание).
а) Na2O + H2O = 2NaOH (образуется гидроксид натрия)
б) FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O (образуются хлорид железа(II), вода)
в) CaO + CO2 = CaCO3 (образуется карбонат кальция)
4. Охарактеризуйте важнейшие химические свойства кислотных оксидов. Составьте уравнения реакций: а) оксида азота(V) с водой; б) оксида углерода(IV) с гидроксидом натрия; в) оксида серы(VI) с оксидом натрия; г) оксида кальция с оксидом фосфора(V). Назовите образующиеся вещества.
Важнейшие свойства: реагируют с водой с образованием соответствующих кислородсодержащих кислот; взаимодействуют с основаниями (щёлочами) с образованием солей; взаимодействуют с основными оксидами с образованием солей.
а) N2O5 + H2O → 2HNO3 (образуется азотная кислота).
б) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (образуются карбонат натрия и вода).
в) SO3 + Na2O → Na2SO4 (образуется сульфат натрия).
г) 3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 (образуется фосфат кальция).
5. Охарактеризуйте важнейшие химические свойства кислот. Составьте уравнения реакций: а) серной кислоты с алюминием; б) соляной кислоты с оксидом стронция; в) фосфорной кислоты с карбонатом калия; г) азотной кислоты с гидроксидом кальция. Назовите образующиеся вещества.
Важнейшие свойства: реагируют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода (образуются соли и водород); реагируют с основными оксидами (образуются соли и вода); реагируют с основаниями (нейтрализация) (образуются соли и вода); реагируют с солями (образуются новые соли и кислоты; для карбонатов выделяется CO2).
a) 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ (образуются сульфат алюминия и водород).
b) SrO + 2HCl → SrCl2 + H2O (образуются хлорид стронция и вода).
c) 2H3PO4 + 3K2CO3 → 2K3PO4 + 3H2O + 3CO2↑ (образуются фосфат калия, вода и углекислый газ).
d) Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O (образуются нитрат кальция и вода).
6. Охарактеризуйте важнейшие химические свойства оснований. Составьте уравнения реакций: а) гидроксида меди(II) с азотной кислотой; б) гидроксида кальция с оксидом азота(V); в) гидроксида лития с сульфатом железа(III); г) термического разложения гидроксида хрома(III). Назовите образующиеся вещества.
Важнейшие химические свойства оснований: Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды (нейтрализация). Реагируют с кислотными оксидами с образованием соли и воды. Вступают в обменные реакции с солями, если образуется осадок, газ или слабый электролит. Малорастворимые и нерастворимые основания при нагревании разлагаются на оксид металла и воду. Уравнения реакций и названия продуктов:
а) Cu(OH)2 + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O (образуются нитрат меди(II) и вода).
б) Ca(OH)2 + N2O5 → Ca(NO3)2 + H2O (образуются нитрат кальция и вода).
в) Fe2(SO4)3 + 6LiOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Li2SO4 (образуются гидроксид железа(III) (осадок) и сульфат лития).
г) 2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O (образуются оксид хрома(III) и вода).
7. Охарактеризуйте важнейшие химические свойства солей. Составьте уравнения реакций: а) нитрата ртути(II) с цинком; б) карбоната бария с азотной кислотой; в) сульфата алюминия с гидроксидом калия; г) карбоната натрия с нитратом серебра; д) термического разложения карбоната бария. Назовите образующиеся вещества.
Важнейшие свойства: взаимодействуют с металлами (более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли), с кислотами, со щелочами, с другими солями.
а) Zn + Hg(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Hg (образуются нитрат цинка и ртуть).
б) BaCO3 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + CO2 + H2O (образуются нитрат бария, углекислый газ и вода).
в) Al2(SO4)3 + 6KOH → 2Al(OH)3 + 3K2SO4 (образуются гидроксид алюминия и сульфат калия).
г) Na2CO3 + 2AgNO3 → Ag2CO3 + 2NaNO3 (образуются карбонат серебра и нитрат натрия).
д) BaCO3 → BaO + CO2 (образуются оксид бария и углекислый газ).
8. Смесь порошков меди и цинка общей массой 19,4 г внесли в соляную кислоту (избыток). В результате реакции выделился газ объемом 4,48 дм3 (н. у.). Рассчитайте массовую долю меди в исходной смеси.
1) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (в соляной кислоте реагирует только цинк, медь с HCl не реагирует).
2) n(H2) = 4.48 / 22.4 = 0.20 моль ⇒ n(Zn) = 0,20 моль (количество выделившегося водорода).
3) m(Zn) ≈ 0.20 · 65.4 ≈ 13.1 г. (vасса цинка)
4) m(Cu) = 19.4 − 13.1 ≈ 6.3 г. (масса меди)
5) ω(Cu) = 6.3 / 19.4 ≈ 0.326 ≈ 33% (массовая доля меди).
Ответ: 33%.