Сборник основных формул по химии для ВУЗов - [11]
4В + 3O>2 →t→ 2В>2O>3
В>2O>3 + ЗН>2O = 2Н>3ВO>3
Н>3ВO>3 →t→ HBO>2 →t→ Н>2В>4O>7 →t→ В>2O>3
4Н>3ВO>3 + 2NaOH = Na>2B>4O>7 + 7H>2O
Na>2B>4O>7 + H>2SO>4 + 5H>2O = Na>2SO>4 + 4Н>3ВO>3
B(OH)>3 + 3C>2H>5OH →H>2SO>4(конц.)→ B(OC>2H>5)>3 + 3H>2O
4.2. Химические свойства алюминия и его соединений
2Al>2O>3 →электролиз расплава→ 4Al + 3O>2
4Al + 3O>2 = 2Al>2O>3 (металл покрыт оксидной пленкой)
2Al + 6Н>2O = 2Al(OH)>3 + ЗН>2 (без оксидной пленки)
2Al + 6HCl = 2AlCl>3 + ЗН>2
2Al + 2NaOH + 6Н>2O = 2Na[Al(OH)>4] + ЗН>2
8Al + 3Fe>3O>4 →t→ 9Fe + 4Al>2O>3
Оксид алюминия – амфотерный оксид
Al>2O>3 + Н>2O ≠
Al>2O>3 + 6HCl = 2AlCl>3 + ЗН>2O
Al>2O>3 + 2NaOH →t→ 2NaAlO>2 + Н>2O
Гидроксид алюминия – амфотерный гидроксид.
AlCl>3 + 3NH>4OH = Al(OH)>3↓ + 3NH>4Cl
AlCl>3 + 3NaOH = Al(OH)>3↓ + 3NaCl
Al(OH)>3↓ + NaOH = Na[Al(OH)>4]
Al(OH)>3↓ + 3HCl = AlCl>3 + 3H>2O
2Al(OH)>3 →t→ Al>2O>3 + 3H>2O
Соли алюминия гидролизуются. Некоторые из них (Al>2S>3, Al>2(CO>3)>3) полностью разлагаются водой.
Al>2S>3 + 6Н>2O = 2Al(OH)>3↓ + 3H>2S↑
Al>2(CO>3)>3 + ЗН>2O = 2Al(OH)>3↓+ 3CO>2↑
5. IVA-группа
Элементы IVA-группы имеют электронную формулу ns>2np>2. Углерод и кремний являются неметаллами, германий, олово, свинец – металлами. Для элементов характерны степени окисления +4, +2, 0, -4 и валентность IV. В возбужденном состоянии атомы имеют конфигурацию ns>1np>s, в этом состоянии для них характерна sp>3-гибридизация.
5.1. Свойства углерода и его соединений
Характерные степени окисления углерода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.
Свойства углерода
2С + O>2(недостаток) →t→ 2CO
С + O>2(избыток) →t→ CO>2
С + CO>2 →t→ 2CO
С + CuO →t→ Cu + CO
4С + Fe>3O>4 →t→ 3Fe + 4CO
ЗС + СаО →t→ СаС>2 + CO
2С + Са →t→ СаС>2
ЗС + 4Al →t→ Al>4С>3
С + 4НNO>3(конц.) →t→ CO>2 + 4NO>2 + 2Н>2O
Свойства оксида углерода (II) – угарного газа
2CO + O>2 →t→ 2CO>2
ЗCO + Fe>2O>3 →t→ 2Fe + ЗCO>2
CO + CuO →t→ Cu + CO>2
CO + H>2O →t, катализатор→ CO>2 + Н>2
CO + NaOH →t, p→ HCOONa
Свойства оксида углерода(IV) – углекислого газа
CaCO>3 + 2HCl = CaCl>2 + Н>2O + CO>2↑
CaCO>3 →t→ СаО + CO>2
CO>2 + Н>2O ↔ Н>2CO>3 ↔ H>+ + HCO>3¯ ↔ 2Н>+ + CO>3>2-
CO>2 + Са(OH)>2 = CaCO>3↓ + Н>2O
CO>2 + Н>2O + CaCO>3↓ = Са(HCO>3)>2
CO>2 + 2Mg →t→ С + 2MgO
Свойства карбонатов и гидрокарбонатов
NaOH + CO>2 = NaHCO>3
2NaOH + CO>2 = Na>2CO>3 + H>2O
Са(HCO>3)>2 →100 °C→ CaCO>3↓ + Н>2O + CO>2↑
CaCO>3 →1000 °C→ СаО + CO>2
2NaHCO>3 →t→ Na>2CO>3+ Н>2O + CO>2↑
NaHCO>3+ CH>3COOH = CH>3COONa + Н>2O + CO>2↑
CaCO>3 + Н>2O + CO>2 = Са(HCO>3)>2
Са(HCO>3)>2 + Са(OH)>2 = CaCO>3↓ + 2Н>2O
Na>2CO>3 + H>2O ↔ NaHCO>3 + NaOH
NaHCO>3 + (Н>2O) ↔ NaOH + (Н>2O) + CO>2
Свойства карбидов
СаС>2 + 2Н>2O = Са(OH)>2 + С>2Н>2
Al>4С>3 + 12HCl = 4AlCl>3 + ЗCH>4
5.2. Получение и свойства кремния и его соединений
Простое вещество
SiO>2 + 2Mg →t→ Si + 2MgO
Si + O>2 →t→ SiO>2
Si + 2F>2 = SiF>4↑
Si + 2Mg →t→ Mg>2Si
Si + 2KOH + 2H>2O = K>2SiO>3 + 2H>2
СиланSiH>4
Mg>2Si + 4HCl = 2MgCl>2 + SiH>4↑
SiH>4 + 2O>2 = SiO>2 + 2Н>2O (самовоспламенение на воздухе)
Оксид кремния (IV)
SiO>2 + H>2O ≠
SiO>2 + 2NaOH →t, сплавление→ Na>2SiO>3 + Н>2O
SiO>2 + 6HF = H>2[SiF>6] + 2H>2O
Кремниевая кислота и силикаты. Кремниевая кислота имеет полимерное строение и состав xSiO>2 • yH>2O. H>2SiO>3 – условная формула, такого соединения не выделено.
Na>2SiO>3 + 2HCl = H>2SiO>3↓ + 2NaCl
Na>2SiO>3 + 2Н>2O + 2CO>2 = 2NaHCO>3 + H>2SiO>3↓
H>2SiO>3 →t→ SiO>2 + H >2O
5.3. Получение и свойства соединений олова и свинца
Гидроксиды олова и свинца имеют амфо-терные свойства. При этом в степени окисления элемента +2 в гидроксидах преобладают основные свойства, а в степени окисления +4 – кислотные. Соединения Sn>2+ имеют восстановительные свойства, а соединения РЬ>4+ – окислительные:
SnCl>2 + 2NaOH = Sn(OH)>2↓ + 2NaCl
Sn(OH)>2↓ + 2HCl = SnCl>2 + 2H>2O
Sn(OH)>2↓ + 2NaOH = Na>2[Sn(OH)>4]
SnCl>4 + 4NH>4OH = H>2SnO>3↓ + 4NH>4Cl + H>2O
H>2SnO>3↓ + 2NaOH + H>2O = Na>2[Sn(OH)>6]
H>2SnO>3↓ + 4HCl = SnCl>4 + 3H>2O
SnCl>2 + 2FeCl>3 = 2FeCl>2 + SnCl>4
PbO>2 + 4HCl = PbCl>2 + Cl>2↑ + 2H>2O
6. VA-группa
Элементы VA-группы имеют электронную формулу ns>2np>s. Азот, фосфор и мышьяк являются неметаллами, висмут и сурьма имеют металлические свойства. Наиболее характерные степени окисления: +5, +3, 0, -3. Оксиды Э>2O>5 имеют кислотные свойства, свойства оксидов Э>2O>3: кислотные – для N и Р, амфотерные – для As и Sb, основные – для Bi.
6.1. Получение и свойства азота и его соединений
Характерные степени окисления азота, соответствующие им электронные формулы, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.
Простое вещество
NH>4NO>2 →t→ N>2 + 2H>2O
N>2 + 6Li = 2Li>3N
N>2 + 3Ca →t→ Ca>3N>2
N>2 + O>2 →t→ 2NO
Соединения азота (-3)
N>2 + ЗН>2 →t, p, катализатор→ 2NH>3
Ca>3N>2 + 6H>2O = ЗСа(OH)>2 + 2NH>3
2NH>4Cl + Са(OH)>2 →t→ CaCl>2 + 2NH>3 + 2Н>2O
NH>3 + Н>2O ↔ NH>3 • Н>2O ↔ NH>4>+ + OH¯
NH>3 + HCl = NH>4Cl
4NH>3 + CuSO>4 = [Cu(NH>3)>4]SO>4
2NH>3 • H>2O + AgCl = [Ag(NH>3)>2]Cl + 2H>2O
4NH>3 • H>2O + Ag>2O = 2[Ag(NH>3)>2]OH + 3H>2O
4NH>3 + 3O>2 = 2N>2 + 6H>2O
4NH>3 + 5O>2 →Pt, t→ 4NO + 6H>2O
2NH>3 + 3CuO →t→ 3Cu + N>2 + 3H>2O
NH>4Cl + NaOH = NaCl + NH>3 + H>2O
NH>4Cl →t→ NH>3 + HCl
NH>4NO>2 →t→ N>2 + 2H>2O
(NH>4)>2CO>3 →t→ 2NH>3 + H>2O + CO>2
NH>4NO>3 →t→ N>2O + 2H>2O
NH>4NO>2 →t→ N>2 + 2H>2O
(NH>4)>2Cr>2O>7 →t→ N>2 + Cr>2O>3 + 4H>2O
Оксиды азота
2N>2O →t→ 2N>2 + O>2
2HNO>2 = NO>2 + NO + H>2O
2NO>2 + Н>2O(хол.) = HNO>2 + HNO>3
2NO>2 + 2NaOH = NaNO>3 + NaNO>2 + H>2O
3NO>2 + H>2O(rop.) = 2HNO>3 + NO
4NO>2 + O>2 + 2H>2O = 4HNO>3
N>2O>3 = NO + NO>2
2N>2O>5 = 2NO>2 + O
