Теоретический материал по химии на тему "Основные классы неорганических соединений: соли" (11 класс)

СОЛИ

Соли – ионные соединения, состоящие из катионов металлов (или иона аммония) и анионов кислотных остатков, например: ZnSO₄, NH₄NO₃, KH₂PO₄.

1. Классификация солей

Соли подразделяются на следующие типы: средние, кислые, основные двойные и комплексные (таблица 1).

Таблица 1. Классификация солей Соли

Комплексные

K₄[Fe(CN)₆]

KNaCO₃

(CaOH)₂SO₄

KHCO₃

Na₂SiO₃

Нормальными или средними солями называются продукты полного замещения ионов водорода кислоты ионами металлов, их также можно рассматривать как продукты полного замещения гидроксильных ионов основания ионами кислотных остатков.

Средние соли в водных растворах диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков, входящие в их состав:

Na₂SO₄  2Na⁺ + SO.

Кислые соли – продукты неполного замещения ионов водорода кислоты ионами металлов. Такие соли могут быть образованы только многоосновными кислотами.

При диссоциации кислых солей образуются катионы металла, водорода и анионы кислотного остатка. Все кислые соли диссоциируют ступенчато:

KHSO₄  K⁺ + HSO; (I)

кислый

анион

HSO  H⁺ + SO. (II)

Суммарное уравнение диссоциации имеет вид:

KHSO₄  K⁺ + H⁺ + SO.

В основном диссоциация идет по первой ступени ( ). Образующийся при этом гидроанион многоосновной слабой кислоты является слабым электролитом и далее диссоциирует лишь в незначительной степени.

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксильных ионов основания ионами металлов. Такие соли образованы многокислотными основаниями, а также амфотерными гидроксидами.

При диссоциации основных солей образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков и гидроксогрупп ОН. Все основные соли диссоциируют ступенчато:

AlOHCl₂  AlOH²⁺ + 2Cl; (I)

основный

катион

AlOH²⁺  Al+ OH. (II)

Суммарное уравнение диссоциации имеет вид:

AlOHCl₂  Al+ OH+ 2Cl.

Диссоциация основных солей идет преимущественно по первой ступени ( ), так как образующийся гидроксокатион многокислотного слабого основания является слабым электролитом и далее диссоциирует в незначительной степени.

Двойные соли – продукты полного замещения катионов водорода кислоты двумя разными ионами металлов.

При диссоциации двойных солей образуются катионы двух разных металлов и анионы кислотных остатков:

КAl(SO₄)₂  K⁺ + Al + 2SO.

Комплексные соли – соли, полученные из простых молекул без образования общих электронных пар: [Cu(NH₃)₄]SO₄ – сульфат тетраамминмеди (II), K₂[HgI₄] – тетраиодомеркурат калия.

В состав комплексной соли входят комплексные катионы или анионы, например: [Cu(NH₃)₄], [HgI₄], которые располагаются в узлах кристаллической решетки комплексного соединения, способные к самостоятельному существованию в растворе.

Все комплексные соли диссоциируют ступенчато:

Na[Ag(CN)₂]  Na⁺ + [Ag(CN)₂] ; (I)

комплексный

ион

[Ag(CN)₂]  Ag⁺ + 2CN. (II)

2. Номенклатура солей

Названия средних (нормальных) солей по международной номенклатуре строят следующим образом: в первую очередь называют анион кислоты в именительном падеже, затем катион металла в родительном падеже. Если валентность (степень окисления) металла переменная, то ее указывают в скобках римской цифрой. Например, СоСl₃ – хлорид кобальта (III); FeSO₄ – сульфат железа (II); Cr₂(SO₄)₃ – сульфат хрома (III); СaCl₂ – хлорид кальция.

Названия кислых солей образуют добавлением слова гидро-, дигидро- и т.д. (в зависимости от числа атомов водорода, находящихся в кислом ионе), например:
NaHCO₃ – гидрокарбонат натрия; Ca(H₂PO₄)₂ – дигидрофосфат кальция, K₂HBO₃ – гидроборат калия.

Названия основных солей образуют добавлением слова
гидроксо-, дигидроксо- и т.д. (в зависимости от числа гидроксогрупп ОН, находящихся в основном ионе): (СuOH)₂CO₃ – гидроксокарбонат меди (II); [Al(OH)₂]₂SO₄ – дигидроксосульфат алюминия, [Сr(OH)₂]Cl – дигидроксохлорид хрома (III).

Названия двойных солей образуют из названия аниона кислоты в именительном падеже и катионов металлов в родительном падеже, записанных через дефис: KCr(SO₄)₂ – сульфат калия-хрома (III); NH₄Fe(SO₄)₂ – сульфат аммония-железа (III).

Названия комплексных солей начинают с аниона в именительном падеже, затем называют катион в родительном падеже.

Если в соединение входит комплексный катион, то сначала указывают число лигандов греческими числительными: 1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта и т.д., затем наименование лигандов с добавлением соединительной -о, например, F – фторо-, Cl – хлоро-, Br – бромо-, I – иодо-,
NO – нитрито-, NO – нитрато-, CN – циано-, NH – амидо-, CNS – родано-,
OH – гидроксо-, Н – гидридо-, SO – cульфито-, SO – сульфато-, SO – тиосульфато-, СO – карбонато-, CO – оксалато-, PO – фосфато- и т.д. Далее называют нейтральные лиганды, в первую очередь, аммиак и его производные: NH₃ – аммин, NO – нитрозо, Н₂О – аква, и русское название комплексообразователя в родительном падеже с указанием его валентности. Например:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ – сульфат тетраамминмеди (II);

[PtCl(NH₃)₃(Н₂О)₂]Cl₃ – хлорид монохлоротриамминдиакваплатины (IV).

Если в соединение входит комплексный анион, то также сначала называют число лигандов греческим числительным, далее – наименование лигандов, затем следует латинское название комплексообразователя с добавлением к его корню окончания -ат и указанием валентности комплексообразователя. В конце называют катион комплексной соли в родительном падеже. Например:

K₄[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (III) калия.

Na₃[Co(NO₂)₆] – гексанитритокобальтат (III) натрия.

1. Химические свойства солей

1) Соли взаимодействуют с растворимыми основаниями:

А) Средние соли взаимодействуют с растворимыми основаниями с образованием новой соли и основания:

ZnCl₂ + 2KOH → Zn(OH)₂↓ + 2KCl;

Б) Кислые соли взаимодействуют с растворимыми основаниями с образованием средних солей и воды:

Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → СaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O;

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2 H₂O;

В) Основные соли при взаимодействии со щелочами образуют основание и среднюю соль:

CuOHCl + KOH → Cu(OH)₂↓ + KCl.

2) Соли взаимодействуют с кислотами:

А) Средние соли при взаимодействии с кислотами образуют новую среднюю соль и новую кислоту:

2KNO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2HNO₃;

Б) Кислые соли взаимодействуют с кислотами с образованием следующих продуктов реакции:

Na₂HPO₄ + H₃PO₄ → 2NaH₂PO₄;

KHSO₄ + HCl → KCl + H₂SO₄;

В) Основные соли при взаимодействии с кислотами образуют среднюю соль и воду:

(CaОН)₂SO₄ + Н₂SO₄ → 2CaSO₄↓ + 2H₂O;

2Fe(OH)₂Cl + 3Н₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 2HCl + 4H₂O.

3) Соли взаимодействуют с металлами. При этом металл, стоящий левее в электрохимическом ряду напряжений, вытесняет последующие из растворов их солей:

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu↓.

4) Некоторые соли кислородосодержащих кислот подвергают разложению при нагревании:

CaCO₃ CaO + CO₂↑;

(CuOH)₂CO₃ 2CuO + CO₂↑ + H₂O.

5) Соли могут взаимодействовать друг с другом с образованием новых солей. Поскольку эти реакции осуществляются в основном в водных растворах, они протекают лишь тогда, когда в продуктах реакции образуется малорастворимое вещество:

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃.

Взаимодействие между кислой и основной солями идет с образованием средних солей и воды:

KHCO₃ + CuOHCl → CuCO₃↓ + KCl + H₂O.

4. Способы получения солей

1) Получение средних (нормальных) солей

А) Взаимодействием металлов с неметаллами:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃.

Б) Взаимодействием кислот с основаниями:

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O.

В) Взаимодействием основных оксидов с кислотами:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O.

Г) Взаимодействием кислотных оксидов со щелочами:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O.

Д) Взаимодействием кислотных оксидов с основными:

СаО + SiO₂ → CaSiO₃↓.

Е) Взаимодействием кислот с металлами:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑.

Ж) Взаимодействием солей с кислотами:

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl.

З) Взаимодействием солей с металлами:

CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu↓.

И) Взаимодействием солей со щелочами:

CuSO₄ + 2КОН → K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓.

К) Взаимодействием между двумя солями:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄↓.

2) Получение кислых солей

Кислые соли получают при неполном замещении атомов водорода в кислоте на катионы металла.

А) NaOH + H₂CO₃ → NaHCO₃ + H₂O;

избыток

Б) MgCO₃ + H₂CO₃ → Mg(HCO₃)₂;

избыток

В) Na₂CO₃ + HCl → NaHCO₃ + NaCl.

недостаток

3) Получение основных солей

Основные соли можно получить при неполном замещении гидроксильных групп основания кислотными остатками:

А) 2Al(OH)₃ + H₂SO₄ → [Al(OH)₂]₂SO₄ + 2H₂O;

избыток недостаток

[Al(OH)₂]₂SO₄ + H₂SO₄ → 2AlOHSO₄ + 2H₂O.

Б) Mg(OH)₂ + MgSO₄ → (MgOH)₂SO₄;

недостаток избыток

2NaOH + 2MgSO₄ → (MgOH)₂SO₄ + Na₂SO₄.

недостаток избыток

5. Взаимные переходы солей различных типов

Для различных типов солей характерны взаимные переходы. Взаимосвязь различных типов солей наглядно можно проиллюстрировать схемой:

Основание

Основная соль

Средняя соль

Кислота

Кислая соль

+ +

+ основание + кислота

Рассмотрим химические переходы на примере солей:

Добавив к нормальной соли одноименную кислоту, можно получить кислую соль:

MgCO₃↓ + H₂CO₃ → Mg(HCO₃)₂.

Для обратного перехода кислой соли в нормальную необходимо к кислой соли прибавить щелочь:

Mg(НCO₃)₂ + 2NaOH → MgCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O.

Для получения основной соли из нормальной необходимо добавить щелочь:

2MgCO₃ + Вa(OH)₂ → (MgОН)₂CO₃ + ВaCO₃.

Для получения нормальной соли из основной необходимо добавить кислоту:

(MgОН)₂CO₃ + Н₂CO₃ → 2MgCO₃↓ + 2H₂O.

6. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какие из перечисленных соединений относятся к солям: H₂SiO₃, Ca(HCO₃)₂, KI, Al₂O₃, Ba(OH)₂, KHCO₃, (NH₄)₂SO₄, [Al(OH)₂]₂SO₄, ZnO, FeOHCl?

2. Укажите, какие из перечисленных солей являются средними, кислыми, основными: Сo(HSO₄)₂, As₂S₃, (NH₄)₂Cr₂O₇, NaHS, BiOHCO₃, (AlOH)₃(PO₄)₂.

3. Назовите следующие соединения: KClO₃, K₂Cr₂O₇, Na₂SiO₃, Na₂S₂O₃, NaHCO₃, [Al(OH)₂]₃PO₄, AlOH(NO₃)₂, NH₄HS, K₂C₂O₄.

4. Составьте графические формулы следующих солей: сульфата алюминия, ортофосфата железа (II), гидроксосульфита цинка, гидрокарбоната бария, дигидрофосфата кальция.

5. Составьте схемы ступенчатой диссоциации следующих солей: Mg(HCO₃)₂, [Cr(OH)₂]₂SO₄, Al(HS)₃, Ca(H₂PO₄)₂, K₂[HgI₄].

6. Составьте химические формулы следующих солей: сульфита кальция, тиосульфата натрия, нитрита бария, гидрокарбоната бария, гидроксосульфата цинка, ортофосфата алюминия, сульфида железа (III), хлората меди (II), бромида алюминия, дигидроксонитрата хрома (III), дигидрофосфата калия, сульфата калия-алюминия.

7. Какие из перечисленных металлов могут вытеснять свинец из раствора его соли: Cu, Zn, Mg, Na, Hg, Fe?

8. Какие из перечисленных соединений реагируют с содой (Na₂CO₃) в растворе: K₂CO₃, HCl, CaCl₂, H₂CO₃, H₂SO₄, CuO, Na₂SiO₃, Ca(OH)₂?

9. Приведите уравнения реакций получения следующих солей: хлорида железа (II), сульфида свинца, нитрата цинка, дигидроксосульфата алюминия, гидрофосфата натрия.

10. Можно ли получить указанные соли путем взаимодействия соответствующих основных оксидов и кислот: ZnCl₂, CuS, Na₂SO₄, K₂CO₃? Приведите уравнения возможных реакций.

11. Какие из предложенных процессов возможны и осуществляются до конца? Ответ подтвердите молекулярными и ионными уравнениями реакций:

1. Al(OH)₃ + NaCl → ;

2. CuSO₄ + Ba(OH)₂ → ;

3. PbS + KOH → ;

4. Fe(OH)₃ + ZnCl₂ → ;

5. BaCO₃ + HNO₃ → ;

6. K₂SiO₃ + HCl → .

1. Даны следующие вещества: медь, соляная кислота, хлор и кислород. Как, используя эти вещества, можно получить хлорид меди (II)? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.

2. Осуществите цепь последующих превращений:

Mg → Mg(OH)₂ → MgSO₄ → (MgOH)₂SO₄ → MgCO₃ →
→ Mg(HCO₃)₂ → MgCl₂.

1. Допишите уравнения реакций получения солей:

1. Аl + I₂ → ;

2. Fe + Cl₂ → ;

3. Zn + S → ;

4. NaOH + H₂CO₃ (избыток) → ;

5. HCl + NH₄OH → ;

6. 2Mg(OH)₂ (недостаток) + MgSO₄ (избыток) → .

1. Допишите уравнения соответствующих реакций:

1. BaCO₃ + H₂CO₃ → ;

2. Ca(H₂PO₄)₂ + NaOH → ;

3. (PbOH)NO₃ + HNO₃ → ;

4. KHCO₃ + CuOHCl → ;

5. (CuOH)₂CO₃ ;

6. CuOHCl + KOH → .

Составьте ионные уравнения.