Как составить ионное уравнение с кислой солью

Особенности взаимодействия кислых солей со щелочами.

Достаточно часто возникают затруднения при записи реакций кислых солей со щелочами. Ниже рассмотрим основные закономерности подобных взаимодействий. Под кислыми солями подразумеваем соли, в которых остались атомы водорода, способные к замещению на катионы металлов или аммония. Отсюда первый вывод: при добавлении щелочи водород в составе «кислого» аниона будет замещаться с образованием среднего аниона. По такой схеме будут идти простейшие примеры 1) и 2):

1) NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Na+ + HCO3 + Na+ + OH = 2Na+ + CO32- + H2O
HCO3 + OH = CO32- + H2O

2) LiHS + LiOH = Li2S + H2O
Li+ + HS + Li+ + OH = 2Li+ + S2- + H2O
HS + OH = S2- + H2O

При рассмотрении солей фосфорной кислоты будут возникать дополнительные варианты за счет образования двух видов кислых солей: гидрофосфатов и дигидрофосфатов. Тут следует обращать внимание на избыток/недостаток соли, либо щелочи. Сравните примеры 3) и 4):

3) NaH2PO4(изб.) + NaOH = Na2HPO4 + H2O
Na+ + H2PO4 + Na+ + OH = 2Na+ + HPO42- + H2O
H2PO4 + OH = HPO42- + H2O

Щелочи в примере 3) мало, не хватает для полного замещения атомов водорода в кислой соли.

4) NaH2PO4 + 2NaOH(изб.) = Na3PO4 + 2H2O
Na+ + H2PO4 + 2Na+ + 2OH = 3Na+ + PO43- + 2H2O
H2PO4 + 2OH = PO43- + 2H2O

В примере 4) щелочи много, заместит все возможные атомы водорода в кислой соли.

Значительно больше сложностей возникает при взаимодействии кислой соли и щелочи с разными катионами. Здесь все так же сперва происходит превращение кислого аниона в средний, а далее возможен обмен катионами. Влиять на такой обмен будет природа катионов, растворимость соответствующих средних солей, а также избыток/недостаток соли, либо щелочи. Рассмотрим возможные комбинации для солей двухосновной кислоты, например, угольной:

5) 2KHCO3(изб.) + Ba(OH)2 = K2CO3 + BaCO3 + 2H2O
2K+ + 2HCO3 + Ba2+ + 2OH = 2K+ + CO32- + BaCO3 + 2H2O
2HCO3 + Ba2+ + 2OH = CO32- + BaCO3 + 2H2O

В описании задания случай 5) можно охарактеризовать фразой «в образовавшемся растворе практически отсутствовали гидроксид-ионы», что вполне понятно из ионного уравнения.

6) KHCO3 + Ba(OH)2(изб.) = KOH + BaCO3 + H2O
K+ + HCO3 + Ba2+ + 2OH = K+ + OH + BaCO3 + H2O
HCO3 + Ba2+ + OH = BaCO3 + H2O

Для случая 6) можно записать «в образовавшемся растворе практически отсутствовали карбонат-ионы», что вполне понятно, поскольку они полностью перешли в состав осадка карбоната бария.

Различие в примерах 5) и 6) легко понять, если представить, что карбонат калия, образовавшийся на первой стадии, может далее вступить в обмен с избытком гидроксида бария.

Теперь давайте поменяем местами исходные катионы и убедимся, что тогда реакция может пойти единственным образом:

7) Ba(HCO3)2 + 2KOH = K2CO3 + BaCO3 + 2H2O
Ba2+ + 2HCO3 + 2K+ + 2OH = 2K+ + CO32- + BaCO3 + 2H2O
2HCO3 + Ba2+ + 2OH = CO32- + BaCO3 + 2H2O

Почему невозможен вариант с получением гидроксида бария по аналогии со случаем 6)? Потому что карбонат бария уже является осадком и в дальнейшее взаимодействие с гидроксидом калия не вступает:

BaCO3 + KOH – нет реакции

Схожие рассуждения можно применить и для реакций с участием трехосновной фосфорной кислоты. Там так же будет больше вариантов протекания, если исходим из соли щелочного металла и щелочи, содержащей щелочноземельный металл:

8) 6Cs2HPO4(изб.) + 3Ca(OH)2 = 4Cs3PO4 + Ca3(PO4)2 + 6H2O
12Cs+ + 6HPO42- + 3Ca2+ + 6OH = 12Cs+ + 4PO43- + Ca3(PO4)2 + 6H2O
6HPO42- + 3Ca2+ + 6OH = 4PO43- + Ca3(PO4)2 + 6H2O

Вариант 8) с образованием двух солей, по формулировке «в образовавшемся растворе практически отсутствовали гидроксид-ионы». Гидроксида кальция добавили мало, связать все фосфат-ионы в осадок не смог.

9) 2Cs2HPO4 + 3Ca(OH)2(изб.) = 4CsOH + Ca3(PO4)2 + 2H2O
4Cs+ + 2HPO42- + 3Ca2+ + 6OH = 4Cs+ + 4OH + Ca3(PO4)2 + 2H2O
2HPO42- + 3Ca2+ + 2OH = Ca3(PO4)2 + 2H2O

Вариант 9) с образованием соли и щелочи, по формулировке «в образовавшемся растворе практически отсутствовали фосфат-ионы». Гидроксида кальция взяли много, все фосфат-ионы перешли в осадок.

Если взять изначально соль щелочноземельного металла и гидроксид щелочного, то вариант будет только один:

10) 3CaHPO4 + 3CsOH(изб.) = Cs3PO4 + Ca3(PO4)2 + 3H2O
3CaHPO4 + 3 Cs+ + 3OH = 3Cs+ + PO43- + Ca3(PO4)2 + 3H2O
3CaHPO4 + 3OH = PO43- + Ca3(PO4)2 + 3H2O

Причина отсутствия гидроксида кальция в продуктах по аналогии с пунктом 7) – нерастворимость промежуточно образовавшегося фосфата кальция и отсутствие обмена с ним:

Ca3(PO4)2 + CsOH – нет реакции

Реакции с дигидрофосфатами будут идти по аналогичным схемам и приводить к двум солям, либо соли и щелочи. Рассмотрим два примера из числа возможных:

11) 2KH2PO4 + 3Sr(OH)2(изб.) = Sr3(PO4)2 + 2KOH + 4H2O
2K+ + 2H2PO4 + 3Sr2+ + 6OH = Sr3(PO4)2 + 2K+ + 2OH + 4H2O
2H2PO4 + 3Sr2+ + 4OH = Sr3(PO4)2 + 4H2O

Весь фосфат перешел в осадок.

12) 3Sr(H2PO4)2 + 12KOH(изб.) = Sr3(PO4)2 + 4K3PO4 + 12H2O
3Sr2+ + 6H2PO4 + 12K+ + 12OH = Sr3(PO4)2 + 12K+ + 4PO43- + 12H2O
3Sr2+ + 6H2PO4 + 12OH = Sr3(PO4)2 + 4PO43- + 12H2O

Часть фосфата перешла в осадок, новый гидроксид образоваться не может.

Реакции ионного обмена (РИО)

РИО – это необратимые реакции, протекающие в растворах электролитов. Реакции протекают без изменения степени окисления атомов,

входящих в состав соединений.

Сущность реакции в растворах электролитов выражается ионным уравнением.

В водном растворе сильные электролиты присутствуют в виде ионов.

Слабые электролиты, малорастворимые и летучие вещества записываются в молекулярной форме.

Растворимость электролита в воде нельзя использовать как критерий его силы. Многие нерастворимые в воде соли, являются сильными электролитами, но концентрация ионов в растворе оказывается очень низкой именно вследствие их низкой растворимости. Поэтому

малорастворимые вещества записываются в недиссоциированной форме.

Примеры

Na2SO4 = 2Na+ + SO42- сильный электролит ( растворимая соль)

Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH— сильный электролит (основание с высокой растворимостью)

BaSO4↓- сильный электролит ( нерастворимая соль)

Zn(OH)2 — малорастворимое слабое основание NH4OH – растворимое слабое основание

H3PO4 , HCN, CH3COOH и др. – растворимые слабые кислоты

СO2↑, H2S ↑ и др. – летучие вещества.

Реакции в растворах электролитов протекают в направлении связывания ионов.

Существует несколько форм связывания ионов:

1. Образование осадка

2.Выделение газа

3.Образование слабого электролита.

· ·

1. Образование осадка:

BaCl2 + Na2SO4 BaSO4+ 2NaCl.

Ba2++2Cl+ 2Na++ SO42-BaSO4+ 2Na++2Cl— полное ионное

уравнение

Ba2+ + SO42- BaSO4— сокращенное ионное уравнение.

Сокращенное ионное уравнение показывает, что при взаимодействии любого растворимого соединения, содержащего ион Ba2+, с соединением, содержащим карбонат- анион SO42-, в результате получится нерастворимый осадок

BaSO4 ↓.

Ba(NO3)2 + H2SO4 = BaSO4+ HNO3

Ba2+ + 2NO3+ 2H+ + SO42- = BaSO4+ 2NO3+ 2H+ Ba2+ + SO42- BaSO4

Сокращенное ионное уравнение идентично для обеих реакций!

2. Выделение газа:

Na2CO3 +H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

2Na+ + CO32- +2H++ SO42- → 2Na+ + SO42- + H2O + CO2↑ полное ионное уравнение

2H+ + CO32- → H2O + CO2сокращенное ионное уравнение.

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

2Na+ + CO32- +2H++ 2Cl= 2Na+ ++ 2Cl+ H2O + CO2

2H+ + CO32- → H2O + CO2сокращенное ионное уравнение.

3. Образование слабого электролита:

Реакция нейтрализации

KOH + HBr → KBr + H2O

K+ + OH+ H+ + Br→ K+ + Br+ H2O полное ионное уравнение

OH+ H+ → H2O — сокращенное ионное уравнение

Реакция протекает между сильным основанием и сильной кислотой. 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

2Na+ + 2OH+ 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O OH+ H+ → H2O — сокращенное ионное уравнение

3. Образование слабого электролита: Другие растворимые слабые электролиты

Слабые растворимые кислоты

NaNO2 + HCl = NaCl + HNO2

Na+ + NO2+ H+ + Cl= HNO2 + Na+ + Cl

H+ + NO2= HNO2 •2CH3COONa + H2SO4 = 2CH3COOH + Na2SO4

2CH3COO+ SO42-+ 2H+ + 2Na+ = 2CH3COOH + SO42- + 2Na+

CH3COO+ H+ = CH3COOH

Слабые растворимые основания

NH4Cl + NaOH = NH4OH + NaCl

NH4+ + Cl+ Na+ + OH= NH4OH + Cl+ Na+

NH4+ + OH= NH4OH

Ионные реакции в растворах кислых солей

•NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑ — молекулярное, Na+ +HCO3+H+ +Cl=Na+ +Cl+H2O+CO2 ↑ — полное

ионное,

HCO3+ H+ = H2O+CO2 ↑ — сокращенное ионное

• NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

Na+ + HCO3+ Na+ + OH= Na+ + CO32- + H2O

HCO3+ OH= CO32- + H2O

Кислотный остаток в растворе кислой соли записывается в виде иона кислой соли, отщепления иона водорода не происходит, потому что кислая соль образована анионом слабой кислоты.

Ионные реакции в растворах основных солей

Основные соли, как правило, нерастворимы в воде

При ступенчатом взаимодействии средних солей многозарядных катионов с основаниями сначала образуется основная соль

CuCl2 + NaOH = CuOHCl ↓ + NaCl

Ионная реакция

Cu2+ + 2Cl+ Na+ + OH= СuOHCl ↓ + Na+ + ClСокращенное ионное уравнение

Cu2+ + Cl+ Na+ + OH= СuOHCl ↓ + Na+ 1.Взаимодействие основных солей со щелочами

CuOHCl↓ + NaOH = Cu(OH)2 ↓ + NaCl CuOHCl↓ + Na+ + OH= Cu(OH)2↓+ Na+ + Cl

Сокращенное ионное уравнение

CuOHCl↓ + OH= Cu(OH)2↓+ Clобразуется гидроксид

2.Взаимодействие основных солей с кислотами

2CuOHCl↓ + H2SO4 = CuSO4 ↓ + CuCl2 + 2H2O

Ионная реакция

2CuOHCl↓+2H+ + SO42- = 2Cu2+ + SO42- + 2Cl+ 2H2O

Сокращенное ионное уравнение

2CuOHCl↓+2H+ = 2Cu2+ + 2Cl+ H2O – образуется средняя соль.

Реакции амфотерных гидроксидов

Zn(OH)2+NaOH = Na2[Zn(OH)4]

Ионное уравнение

Zn(OH)2+ 2Na+ + 2OH= 2Na+ + [Zn(OH)4]2-

Сокращенное ионное уравнение Zn(OH)2+ 2OH= [Zn(OH)4]2-

Для пояснения характеристики «амфотерный гидроксид» модель таких реакций записывают следующим образом:

Zn(OH)2 – основная форма

H2ZnO2 – кислая форма

Реакция кислой формы со щелочами H2ZnO2+2NaOH= Na2ZnO2+2H2O

Ионная реакция

H2ZnO2 +2Na+ + 2OH= 2H2O + ZnO22- + 2Na+

Сокращенное ионное уравнение

H2ZnO2 + 2OH= H2O + ZnO22-

Соседние файлы в предмете Химия

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Классификация неорганических веществ

Соли  это сложные вещества, которые состоят из катионов металлов и анионов кислотных остатков.

Классификация солей

Получение солей

1. Соли можно получить взаимодействием кислотных оксидов с основными. 

кислотный оксид + основный оксид = соль

Например, оксид серы (VI) реагирует с оксидом натрия с образованием сульфата натрия:

SO3  +  Na2O  →  Na2SO4

2. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами. При этом щелочи взаимодействуют с любыми кислотами: и сильными, и слабыми. 

Щелочь + любая кислота = соль + вода

Например, гидроксид натрия реагирует с соляной кислотой:

HCl  +  NaOH → NaCl  +  H2O

При взаимодействии щелочей с избытком многоосновной кислоты образуются кислые соли.

Например, гидроксид калия взаимодействует с избытком фосфорной кислоты с образованием гидрофосфата калия или дигидрофосфата калия:

H3PO4  +  KOH  →  KH2PO4  +  H2O

H3PO4  +  2KOH  →  K2HPO4  +  2H2O

Нерастворимые основания реагируют только с растворимыми кислотами.

Нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид меди (II) реагирует с серной кислотой:

H2SO4  +  Cu(OH)2 → CuSO4  +  2H2O

Все амфотерные гидроксиды — нерастворимые. Следовательно, они ведут себя как нерастворимые основания при взаимодействии с кислотами:

Амфотерный гидроксид + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид цинка (II) реагирует с соляной кислотой:

2HCl  +  Zn(OH)2 → ZnCl2  +  2H2O

Также соли образуются при взаимодействии аммиака с кислотами (аммиак проявляет основные свойства).

Аммиак + кислота = соль

Например, аммиак реагирует с соляной кислотой:

NH3  +  HCl → NH4Cl

3. Взаимодействие кислот с основными оксидами и амфотерными оксидами. При этом растворимые кислоты  взаимодействуют с любыми основными оксидами.

Растворимая кислота + основный оксид = соль + вода

Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода

Например, соляная кислота реагирует с оксидом меди (II):

2HCl  +  CuO   →  CuCl2  +  H2O

4. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами. Сильные основания взаимодействуют с любыми кислотными оксидами.

Щёлочь + кислотный оксид → соль + вода

Например, гидроксид натрия взаимодействует с углекислым газом с образованием карбоната натрия:

2NaOH  +  CO2  →  Na2CO3  +  H2O

При взаимодействии щелочей с избытком кислотных оксидов, которым соответствуют многоосноосновные кислоты, образуются кислые соли.

Например, при взаимодействии гидроксида натрия с избытком углекислого газа образуется гидрокарбонат натрия:

NaOH  +  CO2  →  NaHCO3

Нерастворимые основания взаимодействуют только с кислотными оксидами сильных кислот.

Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI), но не вступает в реакцию с углекислым газом:

Cu(OH)2  +  CO2  ≠  

Cu(OH)2  +  SO3  →  CuSO4  +  H2O  

5. Соли образуются при взаимодействии кислот с солями. Нерастворимые соли взаимодействуют только с более сильными кислотами (более сильная кислота вытесняет менее сильную кислоту из соли). Растворимые соли взаимодействуют с растворимыми кислотами, если в продуктах реакции есть осадок, газ или вода или слабый электролит.

Например: карбонат кальция CaCO3  (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.

CaCO3 + H2SO4  →  CaSO4 + 2H2O + CO2

Силикат натрия (растворимая соль кремниевой кислоты) взаимодействует с соляной кислотой, т.к. в ходе реакции образуется нерастворимая кремниевая кислота:

Na2SiO3 + 2HCl  →  H2SiO3↓ + 2NaCl

6. Соли можно получить окислением оксидов, других солей, металлов и неметаллов (в щелочной среде) в водном растворе кислородом или другими окислителями.

Например, кислород  окисляет сульфит натрия до сульфата натрия:

2Na2SO3  + O2  →  2Na2SO4

7. Еще один способ получения солейвзаимодействие металлов с неметаллами. Таким способом можно получить только соли бескислородных кислот.

Например, сера взаимодействует с кальцием с образованием сульфида кальция:

Ca  + S  →  CaS

8. Соли образуются при растворении металлов в кислотахМинеральные кислоты и кислоты-окислители (азотная кислота, серная концентрированная кислота) реагируют с металлами по-разному.

Кислоты-окислители реагируют с металлами с образованием продуктов восстановления азота и серы. Водород в таких реакциях не выделяется! 

Минеральные кислоты реагируют по схеме: 

металл + кислота → соль + водород

При этом с кислотами реагируют только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. А образуется соль металла с минимальной степенью окисления.

Например, железо растворяется в соляной кислоте с образованием хлорида железа (II):

Fe + 2HCl → FeCl2  + H2

9. Соли образуются при взаимодействии щелочей с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

Например, железо не реагирует с раствором щёлочи, оксид железа (II) — основный. А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, оксид алюминия — амфотерный:

2Al + 2NaOH + 6H2+O = 2Na[Al+3(OH)4] + 3H20

10. Соли образуются при взаимодействии щелочей с неметаллами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

NaOH +О2 ≠

NaOH +N2 ≠

NaOH +C ≠

Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

Например, хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:

2NaOH + Cl20 = NaCl + NaOCl+ + H2O

Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:

6NaOH + Cl20 = 5NaCl + NaCl+5O3 + 3H2O

Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

Например, в растворе:

2NaOH + Si0 + H2+O= Na2Si+4O3 + 2H20

Фтор окисляет щёлочи:

2F20 + 4NaO-2H = O20 + 4NaF + 2H2O

Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

11. Соли образуются при взаимодействии солей с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Один из примеров таких реакций — взаимодействие галогенидов металлов с другими галогенами. При этом более активный галоген вытесняет менее активный из соли.

Например, хлор взаимодействует с бромидом калия:

2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 

Но не реагирует с фторидом калия:

KF +Cl2

Химические свойства солей

1. В водных растворах соли диссоциируют на катионы металлов Ме+ и анионы кислотных остатков. При этом растворимые соли диссоциируют почти полностью, а нерастворимые соли практически не диссоциируют, либо диссоциируют только частично.

Например, хлорид кальция диссоциирует почти полностью:

CaCl2  →  Ca2+  +  2Cl

Кислые и основные соли диссоциируют cтупенчато. При диссоциации кислых солей сначала разрываются ионные связи металла с кислотными остатком, затем диссоциирует кислотный остаток кислой соли на катионы водорода и анион кислотного остатка.

Например, гидрокарбонат натрия диссоциирует в две ступени:

 NaHCO3 → Na+ + HCO3

HCO3  → H+ +  CO32–

Основные соли также диссоциируют ступенчато.

Например, гидроксокарбонат меди (II) диссоциирует в две ступени:

 (CuOH)2CO3 → 2CuOH+ + CO32–

CuOH+ → Cu2+ +  OH

Двойные соли диссоциируют в одну ступень.

Например, сульфат алюминия-калия диссоциирует в одну ступень:

 KAl(SO4)2 → K+ + Al3+ + 2SO42–

Смешанные соли диссоциируют также одноступенчато.

Например, хлорид-гипохлорит кальция диссоциирует в одну ступень:

 CaCl(OCl) → Ca2+ + Cl + ClO

Комплексные соли диссоциируют на комплексный ион и ионы внешней сферы.

Например, тетрагидроксоалюминат калия распадается на ионы калия и тетрагидроксоалюминат-ион:

 K[Al(OH)4] → K+ + [Al(OH)4]

2. Соли взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами. При этом менее летучие оксиды вытесняют более летучие при сплавлении

соль1 + амфотерный оксид = соль2 + кислотный оксид

соль1 + твердый кислотный оксид = соль2 + кислотный оксид

соль + основный оксид ≠ 

Например, карбонат калия взаимодействует с оксидом кремния (IV)  с образованием силиката калия и углекислого газа:

K2CO3 + SiO2 → K2SiO3 + CO2

Карбонат калия также взаимодействует с оксидом алюминия  с образованием алюмината калия и углекислого газа:

K2CO3 + Al2O3 → 2KAlO2 + CO2

3. Соли взаимодействуют с кислотами. Закономерности взаимодействия кислот с солями уже рассмотрены в данной статье в разделе «Получение солей».

4. Растворимые соли взаимодействуют с щелочами. Реакция возможна, только если образуется газ, осадок, вода или слабый электролит, поэтому с щелочами взаимодействуют, как правило, соли тяжелых металлов или соли аммония.

Растворимая соль + щелочь  = соль2 + основание

Например, сульфат меди (II) взаимодействует с гидроксидом калия, т.к. образуется осадок гидроксида меди (II):

CuSO4 + 2KOH  →  Cu(OH)2 + K2SO4

Хлорид аммония взаимодействует с гидроксидом натрия:

(NH4)2SO4 + 2KOH  →  2NH3↑ + 2H2O + K2SO4

Кислые соли взаимодействуют с щелочами с образованием средних солей.

Кислая соль + щелочь  = средняя соль + вода

Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидроксидом калия:

KHCO3 + KOH  →  K2CO3 + H2O

5. Растворимые соли взаимодействуют с солями. Реакция возможна, только если обе соли растворимые, и в результате реакции образуется осадок.

Растворимая соль1 + растворимая соль= соль3 + соль4

Растворимая соль + нерастворимая соль ≠ 

Например, сульфат меди (II) взаимодействует с хлоридом бария, т.к. образуется осадок сульфата бария:

CuSO4 + BaCl2  →  BaSO4↓+ CuCl2

Некоторые кислые соли взаимодействуют с кислыми солями более слабых кислот. При этом более сильные кислоты вытесняют более слабые:

Кислая соль1 + кислая соль= соль3 + кислота

Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидросульфатом калия:

KHSO+ KHCO3 = H2O + CO2↑ + K2SO4

Некоторые кислые соли могут реагировать со своими средними солями. 

Например, фосфат калия взаимодействует с дигидрофосфатом калия с образованием гидрофосфата калия:

K3PO+ KH2PO4 = 2K2HPO4

6. Cоли взаимодействуют с металлами. Более активные металлы (расположенные левее в ряду активности металлов) вытесняют из солей менее активные. 

Например, железо вытесняет медь из раствора сульфата меди (II):

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

А вот серебро вытеснить медь не сможет:

CuSO4 + Ag ≠ 

Соль1 + металл= соль2 + металл2

Обратите внимание! Если реакция протекает в растворе, то добавляемый металл не должен реагировать с водой в растворе. Если мы добавляем в раствор соли щелочной или щелочноземельный металл, то этот металл будет реагировать  преимущественно с водой, а с солью будет реагировать незначительно.

Например, при добавлении натрия в раствор хлорида цинка натрий будет взаимодействовать с водой: 

2H2O + 2Na = 2NaOH + H2

Образующийся гидроксид натрия, конечно, будет реагировать с хлоридом цинка:

ZnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)2

Но сам-то натрий с хлоридом цинка, таким образом, взаимодействовать напрямую не будет!

ZnCl2(р-р) + Na ≠ 

А вот в расплаве эта реакция при определенных условиях уже может протекать, так как в расплаве никакой воды нет.  

ZnCl2(р-в) + 2Na = 2NaCl + Zn

И еще один нюанс. Чтобы получить расплав, соль необходимо нагреть. Но многие соли при нагревании разлагаются.  И реагировать с металлом, естественно, при этом не могут. Таким образом, реагировать с металлами в расплаве могут только те соли, которые не разлагаются при нагревании. А разлагаются при нагревании почти все нитраты, нерастворимые карбонаты и некоторые другие соли.

Например, нитрат меди (II) в расплаве не реагирует с железом, так как при нагревании нитрат меди разлагается: 

2Cu(NO3)= 2CuO + 4NO2 + O2

Образующийся оксид меди, конечно, будет реагировать с железом:

CuO + Fe = FeO + Cu

Но сам-то нитрат меди, получается, с железом реагировать напрямую не будет!

Cu(NO3)2, (расплав) + Fe ≠ 

При добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO3) произойдет химическая реакция:

2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag

При добавлении железа (Fe) в  раствор соли меди (CuSO4) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO4  + Fe = FeSO4 + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

Pb(NO3)2  + Zn = Pb + Zn (NO3)2

7. Некоторые соли при нагревании разлагаются

Соли, в составе которых есть сильные окислители, разлагаются с окислительно-восстановительной реакцией. К таким солям относятся:

  • Нитрат, дихромат, нитрит аммония:

NH4NO3 → N2O + 2H2O

NH4NO2 → N2 + 2H2O

(NH4)2Cr2O7  → N2 + 4H2O + Cr2O3

  • Все нитраты:

2AgNO→ 2Ag +2NO2 + O2

  • Галогениды серебра (кроме AgF):

2AgCl  → 2Ag + Cl2

Некоторые соли разлагаются без изменения степени окисления элементов. К ним относятся:

  • Карбонаты и гидрокарбонаты:

MgСO3MgO + СО2

2NaНСО3Na2СО3 + СО2 + Н2О

  • Карбонат, сульфат, сульфит, сульфид, хлорид, фосфат аммония:

NH4Cl NH3 + HCl

(NH4)2CO32NH3 + CO2 + H2O

(NH4)2SO4 NH4HSO4 + NH3

7. Соли проявляют восстановительные свойства. Как правило, восстановительные свойства проявляют либо соли, содержащие неметаллы с низшей степенью окисления, либо соли, содержащие неметаллы или металлы с промежуточной степенью окисления.

Например, йодид калия окисляется хлоридом меди (II):

4KI + 2Cu+2 Cl2 → 4KCl  +  2Cu+l + I20

8. Соли проявляют и окислительные свойства. Как правило, окислительные свойства проявляют соли, содержащие атомы металлов или неметаллов с высшей или промежуточной степенью окисления. Окислительные свойства некоторых солей рассмотрены в статье Окислительно-восстановительные реакции.

ЭКЗАМЕНЫ НЕ ЗА ГОРАМИ
Подготовка к ЕГЭ по химии

Кислые соли

Задания на применение знаний о кислых
солях встречаются в вариантах работ ЕГЭ
на разных уровнях сложности (А, В и С). Поэтому при
подготовке учащихся к сдаче ЕГЭ
нужно рассмотреть следующие вопросы.

1. Определение и номенклатура.

Кислые соли – это продукты неполного
замещения атомов водорода многоосновных кислот
на металл. Номенклатура кислых солей отличается
от средних только добавлением приставки
«гидро…» или «дигидро…» к названию соли,
например: NaHCO3 – гидрокарбонат
натрия, Са(Н2РО4)2 – дигидрофосфат
кальция.

2. Получение.

Кислые соли получаются при взаимодействии
кислот с металлами, оксидами металлов,
гидроксидами металлов, солями, аммиаком, если
кислота в избытке.

Например:

Zn + 2H2SO4 = H2 + Zn(HSO4)2,

CaO + H3PO4 = CaHPO4 + H2O,

NaOH + H2SO4 = H2O + NaHSO4,

Na2S + HCl = NaHS + NaCl,

NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4,

2NH3 + H3PO4 = (NH4)2HPO4.

Также кислые соли получаются при
взаимодействии кислотных оксидов со щелочами,
если оксид в избытке. Например:

CO2 + NaOH = NaHCO3,

2SO2 + Ca(OH)2 = Ca(HSO3)2.

3. Взаимопревращения.

Средняя соль кислая
соль; например:

K2СО3 KНСО3.

Чтобы из средней соли получить кислую, нужно
добавить избыток кислоты или соответствующего
оксида и воды:

K2СО3 + Н2О + СО2 =
2KНСО3.

Чтобы из кислой соли получить среднюю, нужно
добавить избыток щелочи:

KНСО3 + KОН = K2СО3 + Н2О.

Гидрокарбонаты разлагаются с образованием
карбонатов при кипячении:

2KНСО3 K2СО3
+ Н2О + СО2.

4. Свойства.

Кислые соли проявляют свойства кислот,
взаимодействуют с металлами, оксидами металлов,
гидроксидами металлов, солями.

Например:

2KНSO4 + Mg = H2 + MgSO4 + K2SO4,

2KHSO4 + MgO = H2O + MgSO4 + K2SO4,

2KHSO4 + 2NaOH = 2H2O + K2SO4
+ Na2SO4,

2KHSO4 + Cu(OH)2 = 2H2O + K2SO4
+ CuSO4,

2KHSO4 + MgCO3 = H2O + CO2 + K2SO4 + MgSO4,

2KHSO4 + BaCl2 = BaSO4 + K2SO4 + 2HCl.

5. Задачи на кислые соли. Образование одной
соли.

При решении задач на избыток и недостаток нужно
помнить о возможности образования кислых солей,
поэтому сначала составляют уравнения всех
возможных реакций. После нахождения количеств
реагирующих веществ делают вывод о том, какая
соль получится, и решают задачу по
соответствующему уравнению.

З а д а ч а 1. Через раствор, содержащий 60 г NaOH,
пропустили 44,8 л СО2. Найти массу
образовавшейся соли.

Дано: Найти: m(соли).
m(NaOH) = 60 г,
V(CO2) = 44,8 л.

Р е ш е н и е

(NaOH) = m/M =
60 (г)/40 (г/моль) = 1,5 моль;

(СО2) = V/Vm
= 44,8 (л)/22,4 (л/моль) = 2 моль.

Поскольку (NaOH) : (CO2) = 1,5 : 2 = 0,75 : 1,
то делаем вывод, что СО2 в избытке,
следовательно, получится кислая соль:

NaOH + CO2 = NaHCO3.

Количество вещества образовавшейся соли равно
количеству вещества прореагировавшего
гидроксида натрия:

(NaHCO3)
= 1,5 моль.

m(NaHCO3) = M = 84 (г/моль)•1,5 (моль) = 126 г.

Ответ: m(NaHCO3) = 126 г.

З а д а ч а 2. Оксид фосфора(V) массой 2,84 г
растворили в 120 г 9%-й ортофосфорной кислоты.
Полученный раствор прокипятили, затем к нему
добавили 6 г гидроксида натрия. Найти массу
полученной соли.

Дано: Найти: m(соли).
m(P2O5) = 2,84 г,
m(р-ра)(H3PO4) =
120 г,
(H3PO4) = 9 %,
m(NaOH) = 6 г.

Р е ш е н и е

(P2O5)
= m/M = 2,84 (г)/142 (г/моль) = 0,02 моль,

следовательно, 1(H3PO4
получ.) = 0,04 моль.

m(H3PO4) = m(р-ра)• = 120 (г)•0,09 = 10,8 г.

2(H3PO4)
= m/M = 10,8 (г)/98 (г/моль) = 0,11 моль,

(H3PO4)
= 1 + 2 = 0,11 + 0,04 = 0,15
моль.

(NaOH) = m/M
= 6 (г)/40 (г/моль) = 0,15 моль.

Поскольку

(H3PO4)
: (NaOH) = 0,15 : 0,15 = 1 : 1,

то получится дигидрофосфат натрия:

(NaH2PO4)
= 0,15 моль,

m(NaH2PO4) = M• = 120 (г/моль)•0,15 (моль) = 18 г.

Ответ: m(NaH2PO4) = 18 г.

З а д а ч а 3. Сероводород объемом 8,96 л пропустили
через 340 г 2%-го раствора аммиака. Назовите соль,
получившуюся в результате реакции, и определите
ее массу.

Ответ: гидросульфид аммония,
m(NH4HS) = 20,4 г.

З а д а ч а 4. Газ, полученный при сжигании 3,36 л
пропана, прореагировал с 400 мл 6%-го раствора
гидроксида калия (
= 1,05 г/мл). Найти состав полученного раствора и
массовую долю соли в полученном растворе.

Ответ: (KНСО3) = 10,23 %.

З а д а ч а 5. Весь углекислый газ, полученный при
сжигании 9,6 кг угля, пропустили через раствор,
содержащий 29,6 кг гидроксида кальция. Найти массу
полученной соли.

Ответ: m(Ca(HCO3)2) = 64,8 кг.

З а д а ч а 6. В 9,8 кг 20%-го раствора серной кислоты
растворили 1,3 кг цинка. Найти массу полученной
соли.

Ответ: m(ZnSO4) = 3,22 кг.

6. Задачи на кислые соли. Образование смеси
двух солей.

Это более сложный вариант задач на кислые соли.
В зависимости от количества реагирующих веществ
возможно образование смеси двух солей.

Например, при нейтрализации оксида фосфора(V)
щелочью в зависимости от молярного соотношения
реагентов могут образоваться следующие
продукты:

P2O5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O,

(P2O5):(NaOH) = 1:6;

P2O5 + 4NaOH = 2Na2HPO4 + H2O,

(P2O5):(NaOH) = 1:4;

P2O5 + 2NaOH + H2O = 2NaH2PO4,

(P2O5):(NaOH) = 1:2.

Следует помнить, что при неполной
нейтрализации возможно образование смеси двух
соединений. При взаимодействии 0,2 моль Р2О5
с раствором щелочи, содержащим 0,9 моль NaOH,
молярное соотношение находится между 1:4 и 1:6. В
этом случае образуется смесь двух солей: фосфата
натрия и гидрофосфата натрия.

Если раствор щелочи будет содержать 0,6 моль NaOH,
то молярное соотношение будет другим: 0,2:0,6 = 1:3,
оно находится между 1:2 и 1:4, поэтому получится
смесь двух других солей: дигидрофосфата и
гидрофосфата натрия.

Эти задачи можно решать разными способами. Мы
будем исходить из предположения, что
одновременно происходят две реакции.

А л г о р и т м  р е ш е н и я

1. Составить уравнения всех возможных
реакций.

2. Найти количества реагирующих веществ и по
их соотношению определить уравнения двух
реакций, которые происходят одновременно.

3. Обозначить количество одного из
реагирующих веществ в первом уравнении как х
моль, во втором – у моль.

4. Выразить через х и у количества
другого реагирующего вещества согласно молярным
соотношениям по уравнениям.

5. Составить систему уравнений с двумя
неизвестными.

З а д а ч а 1. Оксид фосфора(V), полученный при
сжигании 6,2 г фосфора, пропустили через 200 г 8,4%-го
раствора гидроксида калия. Какие вещества и в
каких количествах получаются?

Р е ш е н и е

(P) = m/M
= 6,2 (г)/31 (г/моль) = 0,2 моль,

следовательно, (P2O5)
= 0,1 моль.

m(KOH) = m(р-ра)
= 0,084•200 (г) = 16,8 г,

(KOH) = m/M
= 16,8 (г)/56 (г/моль) = 0,3 моль.

Уравнения возможных реакций:

2О5):(KОН) = 0,1:0,3 = 1:3,
следовательно, получится смесь двух солей –
гидрофосфата и дигидрофосфата калия (уравнения 2
и 3).

Обозначим 2О5)
в уравнении (2) как х моль, а 2О5) в уравнении (3)
как у моль, тогда потребуется: (KОН) = 4х + 2у.

Составим систему уравнений:

х = 0,1 – у,

4(0,1 – у) + 2у = 0,3,

0,4 – 4у + 2у = 0,3,

2у = 0,1, у = 0,05,

х = 0,1 – 0,05 = 0,05.

Поскольку количество вещества образующейся
соли вдвое больше количества вещества
вступившего в реакцию оксида фосфора(V), то
получится по 0,1 моль гидро- и дигидрофосфата
калия:

(P2O5)2
= 0,05 моль —> (K2НРО4)
= 0,1 моль,

2О5)3
= 0,05 моль —> (KН2РО4)
= 0,1 моль.

Ответ: (K2НРО4) = 0,1 моль,
( KН2РО4)
= 0,1 моль.

З а д а ч а 2. Найти массы и массовые доли солей,
полученных при растворении 22,4 л углекислого газа
в 480 г 10%-го раствора гидроксида натрия.

Ответ: m(Na2CO3) = 21,2 г, (Na2CO3) = 4,05%
m(NaHCO3) = 67,2 г, (NaHCO3) = 12,82 %.

З а д а ч а 3. Найти массовые доли солей в
растворе, полученном при пропускании 100 м3 аммиака
через 500 кг 50%-го раствора фосфорной кислоты.

Ответ. ((NH4)2HPO4) = 43,8 %,
(NH4H2PO4)
= 12,8 %.

З а д а ч а 4. К 50 г раствора ортофосфорной
кислоты с массовой долей 11,76 % прибавили 150 г
раствора гидроксида калия с массовой долей
5,6 %. Найти состав остатка, полученного при
выпаривании раствора.

Ответ: m(K3PO4) = 6,36 г,
m(K2HPO4) = 5,22 г.

З а д а ч а 5. Сожгли 5,6 л бутана (н.у.) и
образовавшийся углекислый газ пропустили через
раствор, содержащий 102,6 г гидроксида бария. Найти
массы полученных солей.

Ответ: m(BaCO3) = 39,4 г,
m(Ba(HCO3)2) = 103,6 г.

Г.С.ОСНОВСКАЯ,
учитель химии средней школы № 7
(г. Великие Луки, Псковская обл.)

Реакции ионного обмена

Автор статьи — профессиональный репетитор И. Давыдова (Юдина).

Реакции ионного обмена – наиболее знакомая для большинства людей тема из курса химии. H2O, H2SO4, C2H5OH и то, что реакция идет, если выделяется газ, осадок или вода – вот «багаж знаний», которым обладает среднестатистический выпускник.
На самом деле все, конечно, несколько сложнее. Рассмотрим вопрос подробнее.
Реакции обмена – это процессы вида AB + CD → AD + CB, в которых участвуют оксиды и гидроксиды, обладающие кислотными или основными свойствами (амфотерные соединения могут выступать как в роли кислоты, так и в роди основания), а так же соли.
1) Взаимодействие основного или амфотерного (оксида или гидроксида) с кислотным называется реакцией нейтрализации. Но не каждая пара кислота + основание вступают в реакцию друг с другом.
а) Растворимые гидроксиды – щелочи и гидроксид аммония – взаимодействуют с любой кислотой и кислотным оксидом. Для нерастворимой кремниевой кислоты реакция возможна только при нагревании.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
LiOH + CH3COOH → CH3COOLi + H2O
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O .
Также щелочи взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидрокидами с образованием комплексных солей (в растворе) и смешанных оксидов, которые можно отнести и к классу солей (при сплавлении):
NaOH_{TB}+ZnO_{TB}overset{t}{rightarrow}Na_{2}ZnO_{2}+H_{2}O uparrow
Sr(OH)_{2 TB}+2Cr(OH)_{3 TB}overset{t}{rightarrow}Na_{2}Sr(CrO_{2})_{2}+ 4H_{2}O uparrow
2KOH+ZnO+H_{2}O rightarrow K_{2}[ZnOH_{4}]
Ba(OH)_{2}+2Al(OH)_{3} rightarrow Ba[Al(OH)_{4}]_{2}
NaOH+Al(OH)_{3} rightarrow Na[Al(OH)_{4}]

б) Нерастворимые основания и амфотерные гидроксиды не взаимодействуют со слабыми кислотами. Правило, действующее в большинстве случаев: реакция протекает, если предполагаемый продукт растворим. Исключение – взаимодействие с фосфорной кислотой, с ней реагируют даже оксиды и гидроксиды металлов, образующих нерастворимые ортофосфаты.

Mg(OH)2 + 2HCL → MgCl2 + 2H2O
Ag2 O+2CH3COOH → 2CH3COOAg+H2O

CuO + H2S реакция не идет, так как H2S – слабая кислота и сульфид меди нерастворим.

2) Обменные процессы с участием солей:
а) Растворимые соли взаимодействуют с другими растворимыми солями и гидроксидами, если в результате образуется газ или осадок:

2Na3PO4+3CuSO4 → 3Na2SO4+Cu3(PO4)2
FeCl3+3NaOH → 3NaCl+Fe(OH)3

BaSO4 + K2CO3 реакция не идет, так как реагент сульфат бария нерастворим
MnSO4 + KNO3 реакция не идет, так как не образуется ни газа, ни осадка, ни малодиссоциирующего вещества.

б) Соли взаимодействуют с кислотами, если в результате сильная кислота может вытеснить из соли слабую или нелетучая ‑ летучую:

CH3COONa + HCl → NaCl+CH3COOH
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
CaSO4 + HCl реакция не идет, так как серная кислота – сильная и вытеснить ее из соли другой кислотой нельзя.

в) Соли многоосновных кислот взаимодейсвуют с той же кислотой с образованием кислых солей:

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3 )2

г) Растворимые кислые соли нейтрализуются щелочами:
KHCO3 + KOH → K2CO3 + H2O

Итого:
если вещество растворимо, оно легко вступает в реакцию обмена.
Если же нерастворимо, то оно вступает в обменный процесс только в агрессивной среде: сильная кислота или щелочь (только для амфотерных соединений).
Потренируйтесь:
Закончить уравнения реакций ионного обмена (внимание, идут не все реакции!)

MgCl2 + AgNO3

ZnSO4 + Ba(NO3)2

K2SO3 + H3PO4

CaSO4 + BaCl2

NaOH + ZnCl2

Li2SO4 + CuCl2

NH4NO3 + KOH →

MgO+HCl →

Ba(OH)2 + SO3

BaCl2 + HCl →

NH4Br + AgNO3

Cu(NO3)2 + Rb2S →

(NH4)2SO4 + NaCl→

CaCO3 + H2O + CO2

HCl + NaOH →

H2SiO3 + NaOH →

MnHPO4 + NaOH →

Na2SO4 + H2SO4

Fe(NO3)2 + K2S→

NaHCO3 + NaOH →

KCl + ….. → KNO3 + ……

ZnSO4 + …… → ZnCl2 + …..

Ba(NO3)2 + ….. → KNO3 + …..

LiCl + ….. → NaCl + …..

HCl + ….. → CO2 + H2O + ….

Внимание! Идут не все реакции!

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Реакции ионного обмена» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена:
07.05.2023

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти объем избытка товара
  • Как найти импульсную реакцию
  • Как найти инстаграм человека по его фото
  • Как найти новости города
  • Как исправить диск при помощи victoria