Программа для поступающих в вузы (ответы) (стр. 8 из 24)
Na2SO3 → 2Na+ + SO32-
Na+ + HOH → реакция не идет
SO32- + HOH ↔ HSO3- + OH-
HSO3- + HOH ↔ H2SO3 + OH-
Na2SO3 + HOH ↔ NaHSO3 + NaOH
NaHSO3 + HOH ↔ H2SO3 + NaOH
Гидролизу по катиону подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты. Создается кислая среда.
CuCl2 → Cu2+ + 2Cl-
Cl- + HOH → реакция не идет
Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+
CuCl2 + HOH ↔ CuOHCl + HCl
Гидролизом по второй ступени при обычных условиях можно пренебречь.
Гидролизу по катиону и аниону подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты. Реакция среды зависит от соотношения констант диссоциации образующихся кислот и оснований.
CuF2 → Cu2+ + 2F-
Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+
F- + HOH ↔ HF + OH-
Cu2+ + F- + HOH ↔ CuOH+ + HF
CuF2 + HOH ↔ CuOHF + HF
Гидролиз в данном случае протекает довольно интенсивно. Если кислота и основание, образующие соль, не только являются слабыми электролитами, но и малорастворимы или неустойчивы и разлагаются с образованием газообразных продуктов, гидролиз таких солей в ряде случаев протекает практически необратимо:
Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
Количественно гидролиз соли характеризуется степенью гидролиза:
Для гидролиза по аниону в общем виде А– + НОН ↔ НА + ОН– , согласно закону действующих масс, приближенно справедливо
.Используя соотношение
, получаем 
.Для гидролиза по катиону К+ + НОН ↔ КОН + Н+ аналогично
.Для гидролиза по катиону и аниону К+ + А– + НОН ↔ КОН + НА
В соответствии с принципом Ле Шателье гидролиз по катиону (аниону) усиливается при добавлении к раствору соли основания (кислоты).
Взаимосвязь между различными классами неорганических соединений.
 |  |
 |
1. Металл ® соль:
2. Соль ® металл:
NiSO4+ 2H2O → Ni + O2 + H2 + H2SO4 (электролиз);
2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2 (t);
3. Неметалл® соль:
4. Соль ® неметалл:
SiCl4 + 2Zn → Si + 2ZnCl2;
5. Металл ® оксид металла:
2Mg + O2 → 2MgO;
6. Оксид металла® металл:
2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2 (t);
7. Неметалл ® оксид неметалла:
4Р + 5О2 → 2Р2О5;
8. Оксид неметалла ® неметалл:
SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO (t);
9. Оксид металла ® соль:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O;
10. Соль ® оксид металла:
11. Оксид неметалла® соль:
СО2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O;
12. Соль ® оксид неметалла:
СаСО3 → СаО + СО2 (t);
13. Оксид металла ® основание:
CaO + H2O → Ca(OH)2;
14. Основание ® оксид металла:
Cu(OH)2 → CuO + H2O (t);
15. Оксид неметалла ® кислота:
SO3 + H2O → H2SO4;
16. Кислота ® оксид неметалла:
H2SO3 → SO2 + H2O (t);
17. Основание®соль:
NaOH + HCl → NaCl + H2O;
18. Соль® основание:
СuSO4 + NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4;
19. Соль® кислота:
NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4 (t);
20. Кислота® соль:
NaOH + HCl → NaCl + H2O.
В настоящее время известно 109 элементов, большинство из которых как по физическим, так и по химическим свойствам являются металлами. В природе металлы встречаются как в свободном виде, так и в виде соединений. В свободном виде существуют химически менее активные, трудно окисляющиеся кислородом металлы: платина, золото, серебро, ртуть, медь и др. все металлы, за исключением ртути, при обычных условиях твердые вещества с характерным блеском, хорошо проводят электрический ток и тепло. Большинство металлов может коваться, тянуться и прокатываться. По цвету, все металлы условно подразделяются на две группы: черные и цветные. По плотности различают металлы легкие (ρ<5) и тяжелые (ρ>5). Примером легких металлов служат калий, натрий, кальций, алюминий и др. К тяжелым металлам относятся осмий, олово, свинец, никель, ртуть, золото, платина и т.д. Температура плавления металлов также различна: от 38.9° (ртуть) до 3380° (вольфрам). Металлы могут отличаться и по твердости: самыми мягкими металлами являются натрий и калий (режутся ножом), а самыми твердыми – никель, вольфрам, хром (последний режет стекло). Тепло и электричество различные металлы проводят неодинаково: лучшим проводником электричества является серебро, худшим – ртуть.
В расплавленном состоянии металлы могут распределяться друг в друге, образуя сплавы. Большинство расплавленных металлов могут смешиваться друг с другом в неограниченных количествах. При смешивании расплавленных металлов происходит либо простое растворение расплавов одного металла в другом, либо металлы вступают в химическое соединение. Чаше всего сплавы представляют собой смеси свободных металлов с их химическими соединениями. В состав сплавов могут входить также и неметаллы (чугун – сплав железа с углеродом). Свойства металлов существенно отличаются от свойств составляющих их элементов.
Известно, что у металлов на ВЭУ имеется 1-3 валентных электрона. Поэтому они сравнительно легко отдают свои электроны неметаллам, у которых на ВЭУ 5-7 электронов. Так, металлы непосредственно реагируют с галогенами. Большинство Ме хорошо реагируют с кислородом (исключая золото, платину, серебро), образуя оксиды и пероксиды; взаимодействуют с серой с образованием сульфидов. Щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют с водой с образованием растворимых в ней щелочей. Ме средней активности реагируют с водой только при нагревании. Малоактивные Ме с водой вообще не реагируют. Большинство металлов растворяется в кислотах. Однако химическая активность различных металлов различна. Она определяется легкостью атомов металла отдавать валентные электроны. По своей активности все металлы расположены в определенной последовательности, образуя ряд активности или ряд стандартных электродных потенциалов:
Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
В этом ряду каждый предыдущий металл вытесняет из соединений все последующие металлы.
Электролиз – ОВ процесс, протекающий при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Анодом называется положительный электрод, на нем происходит окисление; катодом называется отрицательный электрод, на нем происходит восстановление. При электролизе расплава происходит распределение ионов соли в анодном и катодном пространстве. Ион металла восстанавливается до металла, а кислотный остаток бескислородной кислоты окисляется до соответствующего газа или элемента. Электролиз растворов солей более сложен из-за возможности участия в электродных процессах молекул воды. На катоде: 1) ионы металлов от лития до алюминия не восстанавливаются, но идет процесс восстановления водорода из воды, 2) ионы металлов от алюминия до водорода восстанавливаются до металлов вместе с восстановлением водорода из воды, 3) ионы металлов от висмута до золота восстанавливаются до металлов. На аноде: 1) анионы бескислородных кислот окисляются до соответствующих элементов, 2) при электролизе солей кислородсодержащих кислот происходит окисление не кислотных остатков, а воды с выделением кислорода, 3) в щелочных растворах происходит окисление гидроксид-ионов до кислорода и воды, 4) при использовании растворимых анодов, на них образуются катионы металла, из которого сделан анод.
Основные промышленные способы получения металлов:
1. Пирометаллургический:
1) коксотермия Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Fe(CO)3 → Fe + 5CO
2) алюмотермия Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3