Продолжение. начало см. в № 21/2003
9 класс
1. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
1.2. Реакции ионного обмена
1. Простые вещества, газы, оксиды,
нерастворимые соединения не диссоциируют (в
ионных уравнениях их записывают в молекулярном
виде).
2. Малорастворимые вещества в левой части
уравнения записывают в виде ионов, а в правой
части – в молекулярном виде (т. е. считают
нерастворимыми).
3. Общая сумма зарядов ионов в левой части
уравнения должна быть равна общей сумме зарядов
ионов в правой части.
4. Реакции ионного обмена идут до конца, если
образуется: а) осадок; б) газ; в)
малодиссоциирующее вещество.
Составление ионных уравнений реакций. (Алгоритм 4.)
Задание. Составьте ионное уравнение взаимодействия хлорида алюминия с гидроксидом калия.
характеризующих общие химические свойства
кислот. (Алгоритм 5.)
Задание . Составьте уравнения реакций, характеризующих общие химические свойства кислот, на примере серной кислоты.
Cоставление уравнений реакций,
характеризующих общие химические свойства
щелочей. (Алгоритм 6.)
Задание. Составьте уравнения реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей, на примере гидроксидов натрия и кальция.
Составление уравнений реакций,
характеризующих общие химические свойства
солей. (Алгоритм 7.)
Задание. Запишите уравнения реакций, характеризующих общие химические свойства солей .
Задания для самоконтроля
1. Напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций между растворами:
а) серной кислоты и нитрата бария;
б) гидроксида калия и фосфорной кислоты;
в) карбоната натрия и нитрата свинца(II);
г) нитрата меди(II) и гидроксида натрия;
д) карбоната калия и азотной кислоты;
е) гидроксида лития и сульфата железа(III);
ж) нитрата серебра и хлорида алюминия.
2. При взаимодействии растворов каких веществ образуются осадки:
а) хлорид железа(III) и гидроксид
натрия;
б) азотная кислота и гидроксид калия;
в) хлорид бария и карбонат кальция;
г) нитрат алюминия и фосфорная кислота;
д) нитрат бария и карбонат натрия;
е) соляная кислота и гидроксид лития?
Напишите уравнения реакций в молекулярной и полной ионной формах.
3. Составьте полные ионные и молекулярные уравнения по следующим сокращенным ионным уравнениям реакций:
4.
Подберите пары веществ, при
сливании растворов которых образуются следующие
осадки:
а) AgBr; б) ВаСO 3 ; в) Cu(OH) 2 ; г) BaCrO 4 ; д) AlPO 4 .
Составьте молекулярные уравнения реакций.
5.
С какими из предложенных ниже
веществ будет реагировать хлорид меди(II):
нитрат серебра, хлорид натрия, железо, фосфорная
кислота, гидроксид калия?
Напишите молекулярные и сокращенные ионные
уравнения возможных реакций.
6.
Между растворами каких из
перечисленных ниже веществ возможно протекание
необратимых реакций:
соляная кислота, карбонат калия, нитрат серебра,
сульфат калия, хлорид магния? Составьте
сокращенные ионные уравнения этих реакций.
1.3. Качественные реакции
Таблица
Задания для самоконтроля
1. В трех пронумерованных пробирках содержатся растворы следующих веществ:
а) хлорид калия, фосфат калия,
карбонат калия;
б) гидроксид калия, сульфат калия, йодид калия;
в) хлорид аммония, хлорид бария, хлорид меди;
г) сульфат алюминия, сульфат железа(II), сульфат
железа(III).
Как распознать, в какой пробирке содержится каждое из веществ? Составьте молекулярные уравнения реакций, укажите признаки реакций .
2. Как, имея в своем распоряжении сульфат натрия, соляную кислоту и гидроксид бария, можно получить хлорид натрия? Напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций.
3. Как очистить азотную кислоту от примеси серной кислоты? Как превратить хлорид калия в нитрат калия? Напишите молекулярные уравнения реакций.
4. Как получить сульфат магния различными способами? Составьте уравнения реакций.
1.4. Гидролиз солей
Определение реакций среды раствора соли. (Алгоритм 8.)
Задание. Приведите примеры гидролиза по катиону, по аниону и полного гидролиза.
Гидролиз по катиону
Гидролиз по аниону
Полный гидролиз
Задания для самоконтроля
1. Какие из перечисленных солей подвергаются гидролизу: хлорид калия, нитрат меди(II), сульфид натрия, хлорид железа(III), сульфат цинка? Напишите уравнения, отвечающие гидролизу.
2. Какими индикаторами можно распознать каждую из предложенных солей? Объясните причину изменения цвета индикаторов, составьте соответствующие уравнения реакций:
а) карбонат натрия, хлорид натрия,
сульфат цинка;
б) сульфид натрия, сульфат калия, хлорид алюминия;
в) карбонат калия, хлорид калия, хлорид алюминия;
г) сульфат натрия, сульфит калия, нитрат алюминия.
Ответы на задания для самоконтроля
1.2. Реакции ионного обмена
KCl – не изменяет окраску индикаторов;
AlCl 3
– дает кислую среду в растворе и
окрашивает синий лакмус в красный цвет.
Уравнения реакций гидролиза:
г) Na 2
SO 4
– не
изменяет окраску индикаторов;
К 2
SO 3
– дает щелочную реакцию в
растворе и окрашивает фенолфталеин в малиновый
цвет;
Al(NO 3
) 3
– дает кислую среду и
окрашивает синий лакмус в красный цвет.
Уравнения реакций гидролиза:
И.М.ХАРЧЕВА,
М.А.АХМЕТОВА
Печатается с продолжением
Реакции ионного обмена, протекающие между растворами солей
I. Запишем уравнение реакции между растворами карбоната натрия и хлорида кальция.
В результате этого взаимодействия образуется осадок карбоната кальция и хлорид натрия.
Рис. 1. Осадок карбоната кальция
Na 2 CO 3 +CaCl 2 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl - молекулярное уравнение
Рассмотрим сущность данной реакции обмена. Вы знаете, что карбонат натрия в воде диссоциирует на два катиона натрия и карбонат-анион.
Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2-
Хлорид кальция в воде также диссоциирует на катион кальция и хлорид - анионы.
CaCl 2 = Ca 2+ + 2Cl -
В ходе реакции осуществляется обмен ионами, приводящий к образованию осадка карбоната кальция.
2Na + + CO3 2- + Ca 2+ + 2Cl - = CaCO 3 ↓ + 2Na + + 2Cl - - полное ионное уравнение.
Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ – сокращённое ионное уравнение
Химические реакции, протекающие в растворах с участием свободных ионов, называются ионными реакциями.
Запись уравнения реакции с участием ионов называют уравнением в ионной форме (ионное уравнение)
Второй пример образования осадка карбоната кальция
II. Запишем ещё одно уравнение химической реакции, приводящей к образованию осадка карбоната кальция.
При взаимодействии карбоната натрия с нитратом кальция образуется осадок карбоната кальция и нитрат натрия. Запишем уравнение в молекулярной форме:
Na 2 CO 3 +Ca(NO 3) 2 = CaCO 3 ↓ + 2NaNO 3 - молекулярное уравнение
Запишем уравнение в ионной форме:
2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2NO 3 - = CaCO 3 ↓ + 2Na + + 2 NO 3 - – полное ионное уравнение
Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ – сокращённое ионное уравнение
Обратите внимание: суть обеих реакций взаимодействия карбоната натрия с нитратом кальция и с хлоридом кальциям сводится к тому, что из катиона кальция и карбонат - аниона образуется нерастворимый карбонат кальция.
Теперь мы видим, что для получения карбоната кальция надо взять такие вещества, чтобы в состав одного вещества входили катионы кальция, а в состав другого – карбонат - ионы .
Сущность реакции ионного обмена отражают с помощью сокращённого ионного уравнения.
Образование осадка сульфата бария
Рассмотрим еще пример реакции ионного обмена, приводящей к образованию осадка.
Запишем уравнение реакции между сульфатом калия и хлоридом бария в молекулярном виде, в сокращённом ионном виде и в полном ионном виде.
K 2 SO 4 +BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2KCl – молекулярное уравнение
При взаимодействии сульфата калия и хлоридом бария образуется осадок сульфата бария и хлорид калия. Это молекулярная форма уравнения.
Ниже записана полная ионная форма.
2K + + SO 4 2- + Ba 2+ + 2Cl - = BaSO 4 ↓ + 2K + + 2Cl - – полное ионное уравнение
Если мы зачеркнём слева и справа одинаковые ионы, то получим сокращённое ионное уравнение.
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ – сокращённое ионное уравнение
Таким образом, для получения сульфата бария необходимо, чтобы в состав одного вещества входили катионы бария, а в состав другого – сульфат – анионы.
1. Какой из приведенных реакций не соответствует сокращенное ионное уравнение: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ?
1) BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl
2) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2H 2 O
3) 3BaCl 2 + Al 2 (SO 4) 3 = 3BaSO 4 + 2AlCl 3
4) Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 + 2KNO 3
Ответ: уравнению №2, т.к. вода тоже является неэлектролитом и на ионы не распадается: Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- = BaSO 4 + 2H 2 O
2. Какой из приведенных реакций соответствует сокращенное ионное уравнение Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ?
1) CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl
2) Ca(OH) 2 + CO 2 + CaCO 3 + H 2 O
3) Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
4) CaO + CO 2 = CaCO 3
Ответ: уравнение №1, т.к. оба исходных вещества - растворимые соли, распадаются на ионы, а в продуктах реакции только одно вещество CaCO 3 выпадает в осадок
3. Реакция между какой парой веществ сопровождается одновременным выпадением осадка и образованием воды?
1) Нитрат калия и хлорид кальция
2) карбонат бария и соляная кислота
3) гидроксид бария и соляная кислота
4) гидроксид бария и серная кислота
Ответ: №4, т.к. Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2H 2 O
4. Реакция между какой парой веществ сопровождается одновременным выделением газа и образованием воды?
1) сульфид натрия и соляная кислота
2) силикат натрия и соляная кислота
3) карбонат натрия и соляная кислота
4) хлорид натрия и серная кислота
Ответ: №3, т.к. Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O
5. Какая пара ионов не может одновременно присутствовать в растворе?
1) Cu 2+ и Cl -
2) Cu 2+ и S 2-
3) Al 3+ и SO 4 2-
4) Zn 2+ и NO 3 -
Ответ: №2, т.к. ионы меди и сульфид-ионы образуют нерастворимую соль сульфид меди (II)
6. При сливании каких двух растворов в воде практически не остается ионов?
1) BaCl 2 и Na 2 SO 4
2) H 2 SO 4 и Ba(OH) 2
3) HNO 3 + Ba(OH) 2
4) HCl + Ba(OH) 2
Ответ: №2, т.к. Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2H 2 O происходит связывание всех ионов с образованием осадка и воды
7. При добавлении какого вещества к раствору гидроксида натрия происходит выделение газа?
качественная реакция на карбонат ион в пробирку налейте 1мл раствора карбоната натрия и прилейте раствор хлорида бария такого жеОтвет: №1, т.к. NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H2O
выделяется газ аммиак
что наблюдается? напешите полное и сокращенное уравнения реакций
в пробирку налейте 1мл раствора карбоната натрия и добавить несколько капель нитрата серебра
к образовавшемуся оксиду прилейте 0,5мл раствора разбавленной азотной кислоты
что наблюдается? напешите полное и сокращенное ионные уравнения реакций
1. При сливании растворов хлорида алюминия и карбоната натрия...1) образуется только осадок, а газ не выделяется 2) образуется осадок и выделяется газ
3) выделяется газ, а раствор остается прозрачным 4) ничего не происходит
2. В водных растворах не подвергается гидролизу
1)сульфат натрия 2)сульфат алюминия 3)сульфит натрия 4)сульфат меди
3. В водных растворах не подвергается гидролизу хлорид
1) меди 2) бария 3) цинка 4) бериллия
4. В водных растворах необратимо гидролизуются
А) нитрат железа(III) Б) нитрат железа(II) В) фосфат натрия
Г) сульфид алюминия Д) силикат аммония Е) нитрат цезия
1) А,Б,Е 2) В, Д 3) Г 4)Г, Д
5.При добавлении к воде щелочную среду создает:
1) сульфата меди (II) 2) карбонат калия 3) карбонат кальция 4) нитрат алюминия
6. При добавлении к воде кислотную среду создает:
1)ацетат натрия 2) сульфид свинца 3) нитрат железа(III) 4) фосфата калия
7. Кислотную реакцию среды имеют растворы:
1) сульфата магния и нитрата кальция
2) нитрата железа(III) и хлорида алюминия
3) бромида аммония и карбоната натрия
4) сульфида натрия и хлорида калия
8. Гидролиз по аниону имеет место в водных растворах:
А) K2SO4 Б) FeSO4 В) Na2CO3 Г) CH3COONa Д) K2S Е) FeCl3
1) А, Б, Е 2) В, Г, Д 3) Г, Д 4)В, Д
9.Полному и необратимому гидролизу подвергается
1) сульфид алюминия 2) силикат натрия 3) сульфид калия 4) хлорид бария
10. Щелочную реакцию среды имеют растворы:
1) иодида кальция и сульфата аммония
2) нитрата железа(III) и нитрата алюминия
3) фосфата натрия и перманганата калия
4) карбоната калия сульфида натрия
11. Какое вещество полностью гидролизуется в водном растворе?
1)СuSО4 2)НNО3 3) КСl 4) Аl2S3
12. И анион, и катион гидролизуются в растворе соли
1) силикат натрия 2) сульфид аммония 3) ацетат калия 4) хлорид меди(II)
13. Только анион гидролизуется в растворе соли
1) ацетат аммония 2) иодид калия 3) бромид алюминия 4) фторид натрия
14. Соль, которая гидролизуется не по аниону – это:
1) ВаСl2 2) CuCl2 3) CaCl2 4) К2НРО4
15. При растворении в воде хлорида цинка среда становится
4) слабощелочной
16. При растворении в воде сульфида калия среда становится
1)нейтральной 2) кислой 3) щелочной
17. При растворении в воде алюмокалиевых квасцов среда становится
1)нейтральной 2) кислой 3) щелочной
18. Щелочную среду имеет раствор
1) сульфата калия 2) силиката натрия 3) хлорида цинка 4) нитрата аммония
19. Кислая среда в растворе:
1) КI 2) NaF 3) NaNO2 4) CuSO4
20. Нейтральную среду имеет водный раствор:
1) K2SiO3 2)CaCl2 3) NH4NO3 4)ZnSO4
21. Нейтральная среда в растворе
1) сульфита калия 2) нитрата натрия 3) ацетата натрия 4) фторида калия
22. Кислую среду имеет водный раствор
1)нитрата меди (II) 2)нитрата бария 3)ацетата калия 4)карбоната натрия
23. Кислую среду имеет раствор
1) ацетата натрия 2) хлорида бария 3) фосфата калия 4) бромида меди (II)
24. Кислая среда в растворе
1) NаНСО3 2) FеС13 3) Na3PO4 4) KCl
25.Щелочную среду имеет водный раствор:
1) фторида калия 2) хлорида алюминия 3) бромида натрия 4) хлорида цинка
решение экспериментальных задач.
1)имеются пробирки с сухими веществами:в одной сульфат натрия в другой сульфат аммония.Определите в какой пробирке находится сульфат аммония.
2)Докажите опытным путём что выданное вам вещество сульфат аммония
3)испытайте лакмусом растворы нитрата аммония карбоната натрия и хлорида калия.
4)В одной пробирке находится раствор соляной кислоты в другой азотной третьей серной кислоты.Опрелделите в какой пробирке находится каждая из кислот.
5)в трёх пробирках под номерами даны растворы солей сульфат аммония хлорид аммония и нитрат аммония б)хлорид натрия карбонат натрия сульфат натрия.Установите в какой пробирке каждая из солей
6)как отличить два белых порошка карбонат кальция и карбонат натрия?
моль, а другой карбонат натрия массой 56 г.
Карбонат натрия производиться в виде белого порошкообразного вещества. В простонародье это вещество называют кальцинированной содой, в международном производстве применяют название Sodium carbonate.
Соду использовали еще в древних временах, первыми ее нашли египтяне. Они использовали ее для мытья посуды и для производства стекольных изделий. Зачастую ее находили в соляных пластах, которые находились под землей. Ее месторождением также считают содовые озера. Она находится в составе некоторых минералов и водорослей. Соду можно найти в нахколитах, термонатритах и натронах.
Формула карбоната натрия Na2CO3. Также это вещество можно назвать натриевой солью угольной кислоты. Свое наименование сода получила из-за того, что в процессе ее производства гидрокарбонат натрия подвергают высокому нагреву. Современные производители изготавливают это вещество разнообразными способами. Самыми популярными считаются метод Сольве и химическая переработка минералов.
Физические свойства
Молярная масса карбоната натрия 105,9 г/моль. Данное вещество обладает небольшой плотностью - 2,54 г/см³. Кальцинированная сода быстро растворяется в водной среде, начинает кипеть при температуре 1 600°C. Этот материал имеет высокую гигроскопичность, он легко впитывает в себя запахи и влагу. Если карбонат натрия Na2CO3 хранить в открытом виде, то он начинает слеживаться.
Реакции взаимодействия карбоната натрия
Это вещество способно реагировать с большим количеством химических соединений.
Гидрокарбонат аммония и хлорид натрия в своей реакции образуют осадок в виде пищевой соды.
NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4C
Карбонат натрия в реакции с соляной кислотой
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
Раствор карбоната натрия и соляной кислоты в результате взаимодействия образовывают пищевую соль, воду и углекислый газ, который испаряется в воздух.
Чтобы получить кальцинированную соду, соединяют гидроксид натрия с углекислым газом. В результате этой реакции, образуется кальцинированная сода и вода.
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Реакция взаимодействия уксусной кислоты и карбоната натрия
2СН3СООН + Na2CO3 = H2O + CO2 + 2CH3COONa
Для получения карбоната кальция, необходимо произвести реакцию, в которой будут участвовать карбонат натрия и хлорид кальция.
Na2(CO3)+CaCl2=2NaCl+CaCO3 (осадок)
Кальцинированная сода может вступать в реакцию с серной кислотой.
Na2CO3+H2SO4=NA2SO4 + H2O +CO2
Обменная реакция сульфида натрия и карбоната кальция.
Na2S + СаСО3 → Na2CO3 + CaS
Карбонат натрия быстро взаимодействует с водой. Водный раствор карбоната натрия разлагается следующим образом:
Na2(CO3)+2Н2О= 2 Na+СО3+2Н +2ОН
Взаимодействие карбоната натрия с нитратом кальция
Na2CO3 + Ca(NO3)2 → 2NaNO3 + CaCO3↓
Представленные уравнения реакций карбоната натрия показывают, что это вещество можно получить разными способами. Оно способно качественно взаимодействовать с кислотами и водой.
Применение кальцинированной соды
Сфера применения этого вещества достаточно широкая. Раствор карбоната натрия используют в пищевой промышленности. Пищевая сода добавляется в составы многих продуктов питания для урегулирования кислотности, повышения воздушности теста, для эмульгирования.
Технический карбонат натрия находит свое применение в сфере стекольного производства. Также это вещество вводиться в состав бумаги, мыла, различных чистящих и моющих средств. В тяжелой промышленности его используют в процессе изготовления чугунных изделий.
Большой спрос на этот материал замечен в:
- . в процессе производства цветных металлов,
- . нефтеперерабатывающей промышленности,
- . текстильном производстве.
В химической сфере с помощью реакций с карбонатом натрия получают другие натриевые соли.
За счет кальцинированной соды проходит очистка водных труб, а также понижается жесткость воды.
В результате переработки угольной кислоты с солями калия и натрия получают карбонат калия-натрия. Этот материал не имеет характерного цвета, он быстро растворяется в водной среде. Его используют в процессе производства цемента. Он способствует быстрому затвердеванию.
Техническая сода имеет разное предназначение, ее выпускают двух марок:
Водный карбонат натрия марки Б используют для приготовления различных моющих средств. Его также применяют для очищения нефтяных продуктов. В химической промышленности он помогает получать натриевые, фосфорные и хромовые соли.
Обе марки карбоната натрия входят в составы разного стекла. Их добавляют в составы:
- . стекол для оптических приборов,
- . стеклоблоков,
- . керамической плитки,
- . медицинского стекла,
- . пеноблоков.
Марка А применяется в процессе изготовления электровакуумного стекла. Для этой цели карбонат натрия должен иметь высший сорт.
Производители и стоимость
Соединенные Штаты Америки, Канада, Мексика и ЮАР считаются мировыми лидерами по производству этого материала. На их территории сосредоточены большие природные залежи. В Российской Федерации содовые озера находятся на территории Забайкалья и Сибири.
Основными промышленными компаниями, которые изготавливают карбонат натрия в России, считаются:
- . ООО Югреактив,
- . ООО ТранзитХим,
- . ООО АнгараРеактив,
- . группа компаний ХИМПЭК,
- . ООО НефтеГазХимКомплект.
Средняя цена карбоната натрия составляет 20-25 рублей за 1 кг. Фасуют кальцинированную соду в полиэтиленовые мешки и картонные упаковки.
