Общие свойства основных классов неорганических соединений. Условия протекания "реакций обмена".
1. Кислотно-основные свойства водородных соединений.
а) Прокомментируйте способность воды к самоионизации (уравнение, КW). На основе строения молекул (их поляризуемости) объясните закономерности изменения растворимости в воде и кислотно-основных свойств соответствующих растворов метана (CH4), аммиака (NH3), фтороводорода (HF) и хлороводорода (HCl). Составьте необходимые уравнения.
б)Используя понятие о поляризующем действии катионов на связь Н–О, а также, учитывая число гидроксогрупп, объясните закономерность изменения кислотно-основных свойств гидроксидов LiOH–Be(OH)2–Н3ВО3–Н2СО3–HNO3–H3PO4–H2SO4–(H2SeO4)–HClO4. Составьте уравнения диссоциации предложенных веществ.
2.Обязательные и необязательные (в том числе, особенные) реакции кислот и оснований.
а) С какими из перечисленных веществ (растворов) смогут провзаимодействовать 20%-ные растворы азотной, серной и уксусной кислот: растворы KOH, NH3, H2S; Zn(OH)2, H3PO2; BaCl2 и кристаллические Cu, Ca3(PO4)2.
б) С какими из перечисленных веществ (растворов) смогут провзаимодействовать 20%-ные растворы гидроксида калия и аммиака: растворы H2SO4, CH3COOH; Zn(OH)2, Al(OH)3; MgCl2 и кристаллические Ag2O, AgCl.
В обоих вариантах опыта жирным шрифтом выделены формулы веществ, взаимодействие с которыми потребует написания неочевидных уравнений.
Задание предполагает только теоретическое обсуждение, но...Уравнения реакций необходимо продумать, написать заранее, в том числе в ионной форме.
3. Условия протекания обменных реакций с солями.
Какие обменные реакции могут быть выполнены с использованием предложенных реактивов: разбавленные растворы MnSO4, Ba(NO3)2, насыщенный растворSrSO4, кристаллические CuS и FeS, а также концентрированные растворы HCl, СО2 и NH3. Продумайте возможность выполнения реакций с обязательным участием соли. Обосновать свои предложения расчетом констант соответствующих обменных равновесий. Продумайте возможные признаки протекания реакций.
При этом необходимо иметь в виду, что, если в качестве реагента используются труднорастворимые в воде вещества (в данном случае CuS и FeS), то реакции с их участием обязательно должны сопровождаться растворением, т.е. продукты таких реакций не должны сами давать осадков. Например, неграмотно продумывать реакцию FeS↓ и Н2СО3 в надежде получить осадок FeCO3.
Реакции с насыщенным раствором SrSO4предполагают использование именно раствора над осадком, а не самого осадка.
· составьте уравнения гидролиза иона (ионов, если в гидролизе участвуют и катион, и анион соли); рассчитайте константу гидролиза (Кг(Al3+) принять равной ~10-5).
· составьте уравнение в молекулярной форме
(молекулярное уравнение составлять по преобладающей ионной реакции).
· Расположите соли в порядке усиления гидролизуемости.
Проверьте гидролизуемость экспериментально. Для этого следует в чистую пробирку отлить ~1 мл соответствующего раствора, смочить в этом растворе стеклянную палочку и нанести раствор на индикаторную бумагу. По цветной шкале оценить ориентировочное значение рН раствора. Почему в двух случаях рН соответствует нейтральной среде?
5.Среда в растворах средних и кислых солей.
Составьте уравнения преобладающих ионных реакций, влияющих на среду в растворах орто-, гидро- и дигидрофосфата калия (К3РО4, К2НРО4, КН2РО4). При этом необходимо иметь в виду, что в растворах кислых солей кроме реакций гидролиза проходит и диссоциация анионов Н2РО4‒, НРО42‒. Среда будет определяться преобладающей реакцией. Сравните константы конкурирующих реакций гидролиза и диссоциации анионов и сделайте вывод о рН (больше или меньше 7). Сравните результаты предварительного анализа с реальным значением рН (определите с помощью универсального индикатора).