Теоретический материал по химии на тему "Основные классы неорганических веществ: амфотерные гидроксиды" (11 класс)

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды – продукты косвенного соединения воды и амфотерного оксида, которые проявляют двойственные (кислотно-основные) свойства.

К амфотерным гидроксидам относят гидроксиды, образованные металлами в степени окисления +3, +4, кроме некоторых исключений: Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Ge(OH)₂, Pb(OH)₂, Sn(OH)₂. Все амфотерные гидроксиды плохо растворимы в воде и являются слабыми электролитами.

Как правило, амфотерные гидроксиды диссоциируют ступенчато:

Fe(OH)₃  (Fe(OH)₂) + ОН; (I)

(Fe(OH)₂)  (FeOH)+ ОН; (II)

(FeOH)  Fe + ОН. (III)

Причем степень диссоциации () по первой ступени больше, чем по второй и тем более по третьей.

Суммарное уравнение диссоциации основания имеет вид:

Fe(OH)₃  Fe + 3 ОН.

1. Номенклатура амфотерных гидроксидов

Называют амфотерные гидроксиды следующим образом: сначала называют слово «гидроксид», затем русское название металла в родительном падеже, а в скобках римскими цифрами указывают степень окисления (валентность) металла, если она переменная. Например, Cr(OH)₃ – гидроксид хрома (III), Al(OH)₃ – гидроксид алюминия.

2. Химические свойства амфотерных гидроксидов

1) Особое отличие амфотерных гидроксидов состоит в их способности проявлять как кислотные, так и основные свойства:

А) Взаимодействие амфотерных гидроксидов с кислотами:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O.

В таких реакциях амфотерный гидроксид проявляет основные свойства.

Б) Взаимодействие амфотерных гидроксидов со щелочами.

Амфотерные гидроксиды образуют при сплавлении со щелочами средние соли типа NaAlO₂, Na₂ZnO₂:

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + 2H₂O.

В растворах реакции взаимодействия идут с образованием комплексных соединений. Для Cr координационное число равно 6, для Zn – 4. Лигандами служат ионы ОН:

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄];

Cr(OH)₃ + 3NaOH → Na₃[Cr(OH)₆]

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄].

В этом случае Zn, Cr_, Al проявляют кислотные свойства и входят в состав аниона комплексной соли.

2) Все амфотерные гидроксиды термически неустойчивы и разлагаются на соответствующий гидроксид и воду уже при незначительном нагревании:

Be(OH)₂ BeO + H₂O;

2Cr(OH)₃ Cr₂O₃ + 3H₂O.

2. Получение амфотерных гидроксидов

Получают амфотерные гидроксиды косвенным путем: действием щелочей на водные растворы соответствующих солей:

ZnCl₂ + 2KOH → Zn(OH)₂↓ + 2KCl.

3. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какие из предложенных соединений относятся к амфотерным гидроксидам: HNO₃, HCl, CsOH, Cr(OH)₃, SiO₂, ZnSO₄, HClO, K₂O, Zn(OH)₂? Дайте названия веществам.

2. Составьте химические формулы соответствующих оснований: гидроксида бериллия, гидроксида железа (II), гидроксида хрома (III), гидроксида цинка. Приведите их графические формулы.

3. Из перечисленных ниже веществ выберите амфотерные гидроксиды: Ba(OH)₂, Cu(OH)₂, Bi(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₂, KOH.

4. Приведите уравнения ступенчатой диссоциации оснований, формулы которых приведены ниже: Zn(OH)₂, Al(OH)₃.

5. Какими свойствами обладает гидроксид хрома (III)? Приведите уравнения соответствующих реакций.

6. С какими из перечисленных веществ взаимодействует гидроксид
   бериллия: HNO₃, KOH, CuSO₄, FeO, H₂O? Составьте уравнения соответствующих реакций.

7. Допишите уравнения возможных реакций. Составьте ионные уравнения реакций:

Al(OH)₃ + CO₂ →;

Al(OH)₃ + HCl →;

Al(OH)₃ + ZnSO₄ →;

Al(OH)₃ + NaOH →.

1. Приведите возможные уравнения реакций получения веществ:
   Fe(OH)₃, Be(OH)₂.

2. Приведите уравнения реакций (в молекулярной и ионной формах), при помощи которых можно доказать амфотерный характер гидроксида олова (II).

3. С какими из веществ, формулы которых приведены ниже, взаимодействует гидроксид цинка: HCl, Cu(OH)₂, H₂O, CO₂, KNO₃, KOH? Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

4. Осуществите цепь последовательных превращений:

Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe(NO₃)₃ → Fe → FeO → FeSO₄ → Fe(OH)₂.

Приведите молекулярные и ионные уравнения реакций.