Задачи для самостоятельного решения. 22. Вычислить сколько литров кислорода (н.у.) и сколько граммов сульфида цинка потребуется для получения 8,1 г оксида цинка по реакции: ZnS + O2 → ZnO +22. Вычислить сколько литров кислорода (н.у.) и сколько граммов сульфида цинка потребуется для получения 8,1 г оксида цинка по реакции: ZnS + O2 → ZnO + SO2. 23. Вычислить, из какого количества (г) воды образуется при её электролитическом разложении 96 г кислорода (н.у.). 24. При растворении магния в соляной кислоте образовалось 36 г хлорида магния. Сколько было взято магния? Сколько граммов соляной кислоты потребовалось? 25. При синтезе аммиака израсходовано 2,24 л азота (н.у.). Сколько аммиака при этом может быть получено? 26. Сколько литров водорода (н.у.) потребуется для восстановления металла из 120 г MoO3? 27. При сжигании 3 кг каменного угля получилось 5,3 м3 СО2 (н.у.). Сколько процентов по массе содержал уголь? 28. Сколько тонн железа можно получить из 1200 т железной руды, содержащей 80 % Fe3O4? 29. Для получения в лаборатории СО2 по реакции: CaCO3+HCl→CaCl2+H2O+CO2, было взято 50 г мрамора, содержащего 96 % карбоната кальция. Сколько литров СО2 (н.у.) при этом получится? 30. Какое вещество и в каком количестве останется в избытке в результате реакции между 14 г СаО и 32 г HNO3? 31. Сколько граммов соли образуется при взаимодействии 8,55 г Ba(OH)2 и 3,75 г HCl. 32. Вычислить, какое количество цинка и 20 %-ной соляной кислоты потребуется для получения 56 л водорода (н.у.). 33. Сколько килограммов 20 %-ной фосфорной кислоты можно получить из 200 кг фосфорита, содержащего 70 % Ca3(PO4)2 по уравнению: Ca3(PO4)2+H2SO4→ H3PO4+ CaSO4.
Глава 2. Классификация и номенклатура неорганических соединений Все вещества по составу классифицируют на простые и сложные.
· Металлы простые вещества · Неметаллы
· · Основания сложные вещества · Кислоты · Соли Названия и формулы веществ‚ как органических‚ так и неорганических‚ составляют по системе‚ называемой систематической номенклатурой или номенклатурой ИЮПАК (Международного союза теоретической и прикладной химии). В основу систематических названий неорганических веществ положены латинские названия элементов‚ образующих вещество. При составлении названия сложного неорганического вещества к названию химического элемента или корню того названия добавляют суффиксы и приставки‚ отражающие особенности вещества и принадлежность его к тому или иному классу веществ (например суффикс «ид» означает принадлежность вещества к классу бинарных соединений («ид» – вид). Подробно остановимся на номенклатуре и классификации оснований‚ кислот и солей. § 2. 1. Основания
Общая формула оснований Ме(ОН)х‚ где х – это валентность металла‚ Ме – металл. Классификация оснований. · По растворимости в воде: растворимые – щелочи (искл. NH4OH) и малорастворимая щелочь Са(ОН)2 · Основания‚ которым отвечают амфотерные оксиды – амфотерные или амфолиты: Zn(OH)2, Al(OH)3, Be(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3, Mn(OH)4, Sn(OH)2, Sn(OH)4, Pb(OH)2, Pb(OH)4 и др. Амфолиты проявляют амфотерные свойства‚ т. е. в одних случаях ведут себя как основания‚ а в других – как кислоты‚ поэтому их формулы можно записывать и в виде кислоты:
· По числу групп (ОН) в молекуле основания‚ способных замещаться на кислотные остатки‚ и называется кислотность. NH4OH‚ КОН – однокислотные Zn(OH)2, Be(OH)2 – двукислотные Al(OH)3‚ Fe(OH)3 – трехкислотные
Название основания состоит из слова гидроксид и названия металла‚ для металлов с переменной валентностью после названия металла в скобках римской цифрой указывают его валентность в этом конкретном соединении: Мg(OH)2 – гидроксид магния; Fe(OH)3 – гидроксид железа (III) и т. д.
§ 2. 2. Кислоты
Общая формула кислот Нх А‚ где х – валентность кислотного остатка‚ а А – кислотный остаток. Классификация кислот. · По составу: кислородсодержащие или оксокислоты (НСlО4) и бескислородные (HCl). Кислородсодержащие кислоты можно рассматривать как продукты соединения кислотных оксидов с водой‚ поэтому к ним‚ как и к основаниям‚ применимо название «гидроксид». · По числу атомов водорода‚ способных замещаться на атомы металла: одноосновные (НNO3) и мноосновные (H3PO4 – трехосновная, H2SO4 – двухосновная). Названия кислот – в основу названия кислот положено название элемента‚ её образующего. Некоторые формулы и названия кислот представлены в приложении (таблица 1). · При составлении названия бескислородной кислоты к названию кислотообразующего элемента добавляют соединительную гласную «о» и слово «водородная». · При составлении названия оксокислоты (кислородсодержащей кислоты) к названию кислотообразующего элемента добавляют окончание – ная; – (е)вая; – (о)вая; – новатая; – истая; – новатистая‚ зависящие от степени окисления элемента. Окончание – ная‚ – вая указывают‚ что кислотообразующий элемент находится в высшей положительной степени окисления. · Если элемент‚ находясь в одной степени окисления‚ образует несколько кислот‚ то кислота‚ в которой на один атом кислотообразующего элемента приходится наибольшее число атомов кислорода‚ получает приставку орто ‚ а кислота с наименьшим числом атомов кислорода на один атом кислотообразующего элемента – приставку мета: Н3РО4 – ортофосфорная кислота‚ НРО3 – метафосфорная кислота. · Если кислота содержит несколько атомов кислотообразующего элемента‚ то их число указывается приставкой в названии кислоты: Н4Р2О7 – дифосфорная (двуфосфорная‚ пирофосфорная)‚ Н2Сr2О7 – дихромовая (двухромовая).
§ 2. 3. Соли
Общая формула солей Мех Ау‚ где Ме – металл‚ А – кислотный остаток‚ х – валентность (заряд) кислотного остатка‚ у – валентность (заряд) металла. Классификация солей. · Нормальные (средние) соли – соли‚ образующиеся в результате полного замещения атомов водорода в кислотах на атомы металла (или гидроксильных групп в основаниях на кислотные остатки). Например‚ Na2SO3, КNO3, MgCl2. · Кислые соли – соли‚ образующиеся при частичном замещении атомов водорода в кислотах на атомы металла. Например‚ NaНSO3, KH2PO4. Кислые соли могут образовывать только многоосновные кислоты‚ одноосновные кислоты кислых солей не образуют. · Основные соли – соли‚ образующиеся в результате частичного замещения гидроксильных групп в основаниях на кислотные остатки. Например‚ MgОНCl‚ (CuOH)2CO3. Основные соли могут образовывать только многокислотные основания. · Двойные соли – соли‚ образующиеся при действии на многоосновную кислоту двух различных оснований. Двойные соли содержат катионы двух различных металлов и анионы одной и той же кислоты. Например‚ K2NaPO4, KAl(SO4)2. · Смешанные соли – соли‚ образующиеся при действии на многокислотное основание двух различных кислот. Смешанные соли содержат катионы одного металла и анионы двух различных кислот. Например‚ CaClOCl. · Комплексные соли состоят из катионов металла и комплексного (сложного) аниона‚ или из кислотных остатков и комплексного катиона: Na2[Zn(OH)2] <=> 2 Na+ + [Zn(OH)2]2 – комплексный анион [Ag(NH3)2]Cl <=> [Ag(NH3)2]+ + Cl – . комплексный катион Есть соли‚ в состав которых входит и комплексный катион‚ и комплексный анион: [Cr(NH3)6][Co(CN)6]. Комплексные соли составляют основу особого класса неорганических соединений‚ называемых комплексными или координационными соединениями. Комплексное соединение состоит из нескольких составляющих:
Внутренняя сфера – это комплексный анион или катион комплексного соединения. При составлении формул комплексных соединений внутреннюю сферу заключают в квадратные скобки. Комплексообразователь (центральный ион или атом)– это составляющая внутренней сферы. В качестве комплексообразователя обычно выступают катионы d-элементов (Cu2+, Ag+, Pt4+, Fe2+ Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+)‚ имеющие на внешнем энергетическом уровне достаточное количество свободных орбиталей‚ для образования химической связи с лигандом по донорно-акцепторному механизму. Лиганд – ионы или молекулы‚ непосредственно связанные в комплексообразователем. В качестве лигандов выступают ионы или молекулы (OH– CN–, Cl–, NH3, H2O)‚ имеющие свободные электронные пары‚ для образования химической связи с комплексообразователем по донорно-акцепторному механизму. Координационное число (КЧ) комплексообразователя – это число лигандов в комплексном ионе. КЧ обычно больше степени окисления комплексообразователя и лежит в интервале от 1 до 12. Наиболее часто встречаются КЧ‚ равные 2‚ 4 и 6. Причем‚ если степень окисления + 1‚ то КЧ = 2‚ если степень окисления + 2‚ то КЧ = 4 или 6‚ если степень окисления + 3‚ то КЧ = 6 или 4. Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме заряда комплексообразователя и зарядов всех лигандов: [Fe+2(CN)6-1]4 – , [Fe+3(CN)6-1]3 – , [Al+3(OH)4-1] – , [Ag+3(NH3)20]+. Внешняя сфера представлена ионами противоположного внутренней сфере знака‚ связанных с комплексным ионом. Существуют комплексные соединения не имеющие внешней сферы (комплексные неэлектролиты). Например‚ [Pt+2(NH3)20Cl2 –1 ]0. Номенклатура солей Традиционное название соли состоит из латинского названия кислотного остатка (приложение‚ таблица 1) и названия металла. Если металл обладает переменной валентностью, то в скобках римской цифрой указывают валентность металла. При этом в названиях кислых солей используется приставка гидро-, а в названиях основных — гидроксо-, с указанием числа атомов Н или групп ОН в молекуле соли. Поэтому кислые соли называют еще гидросолями, а основные — гидроксосолями. Используются и тривиальные названия. Например: NaCl – хлорид натрия (поваренная, каменная соль), Na2CO3 – карбонат натрия (кальцинированная сода), NaНСО3 – гидрокарбонат натрия (питьевая сода), KA1(SO4)2 – сульфат калия-алюминия (алюмокалиевые квасцы), CaClOCl – хлорид-гипохлорит кальция (белильная или хлорная известь), (СuОН)2СО3 – гидроксокарбонат меди (II) (малахит). Комплексные соли называют так же, как и другие соли, т. е. вначале называют анион, а затем катион. В комлексном ионе прежде всего перечисляют лиганды в алфавитном порядке, указывая их число (начиная с двух) приставками ди-, три-, тетра- и т. д. К названию отрицательнозаряженных лигандов добавляют окончание "о", а если лигандом является молекула воды, она обозначается словом "аква", если аммиак – словом "аммин". Если внутренняя сфера является анионом, то после названия лигандов называется комплексообразователь с суффиксом «ат»и, если требуется, указывается его валентность. Используются и тривиальные названия комплексных солей. Например: K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль)‚ K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль)‚ [Ag(NH3)2]Cl – хлорид диамминсеребра‚ Na2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат натрия‚ [Со(NH3)3Cl3] – триамминтрихлорокобальт (III).
ГЛАВА 3. Основные закономерности химических процессов. Энергетика химических процессов
|
Неорганические вещества делятся на:
Бинарные соединения (в том числе оксиды)
