Напишіть рівняння реакцій за схемами Пожааалуйста 1) фосфат кальцію + хлорид барію \u003d фосфат барію + хлорид кальцію 2) Карбонат натрію + нітрат калію \u003d карбонат

кальцію + нітрат натрію 3) Сірчана кислота + гідроксид магнію \u003d сульфат магнію + Фода 4) Оксид літію + соляна кислота \u003d хлорид літію + вода 5) Оксид сірки (V1) + гідроксид натрію \u003d сульфат натрію + вода 6) Алюміній + бромоводородной кислота \u003d бромід алюмінію + водень 7) Нітрат свинцю (11) + сульфід натрію \u003d сульфід свинцю (11) + кремніві кислота 8) Силікат калія + фосфорна кислота \u003d фосфат калію + кремніві кислота 9) гідроксид цинку-йодоводородная кислота \u003d йодид цинку + вода 10) оксид азоту (V) + гідроксид натрію \u003d нетрат калію + вода 11) Нітрат барію + сірчана кислота \u003d сульфат барію + азотна кислота 12) оксид вуглецю (1V) -гідроксід кальцію \u003d карбонат кальцію + вода 13) оксид сірки (1V) + оксид калію \u003d сульфат калію 14) оксид магнію + оксид фосфору (V) \u003d фосфат магнію 15) азотна кислота + годроксід хрому (111) \u003d нітрат хрому (111) + вода 16) Сірководнева кислота + нетрат срібла \u003d сульфід срібла + азотна кислота 17) оксид заліза (111) + водень \u003d залізо + вода 18) нітрат міді (11) + алюміній \u003d мідь + нітрат алюмінію 19) Гідроксид алюмінію \u003d оксид алюмінію + вода

а) натрій --- гідроксид натрію - сульфід натрію --- хлорид натрію --- сульфат натрію б) магній --- сульфат магнію --- гідроксид магнію --- оксид магнію - хлорид магнію

в) свинець - оксид свинцю (II) - нітрат свинцю (II) - гідроксид свинцю (II) - оксид свинцю (II) -сульфат свинцю (II) г) сірка --- сірководень --- сульфит калію- хлорид калію - хлорид калію - соляна кислота д) кальцій - гідроксид кальцію --- карбонат кальцію - нітрат кальцію - азотна кислота е) алюміній - сульфат алюмінію --- гідроксид алюмінію --- оксид алюмінія-- нітрат алюмінію ж) сірка - оксид сірки (IV) - cерністая кислота --- сульфіт натрію - сірчиста кислота з) кисень - оксид алюмінію - сульфат алюмінію - гідроксид алюмінію - метаалюмінат натрію к) алюміній - хлорид алюмінію --нітрат алюмінію - гідроксид алюмінію - сульфат алюмінію л) мідь - хлорид міді (II) - мідь - оксид міді (II) - нітрат міді (II) м) залізо - хлорид заліза (II) --гідроксід заліза (II) - сульфат заліза (II) - залізо н) залізо - хлорид заліза (III) - нітрат заліза (III) - сульфат заліза (III) - залізо

1. З водним розчином карбонату натрію реагує

1) сульфат калію 3) сульфід міді (II)
2) оксид вуглецю (IV) 4) кремнієва кислота

2. З розчином хлориду барію реагує
1) гідроксид кальцію 3) сульфат натрію
2) гідроксид міді (II) 4) Водень

3. З розчином нітрату кальцію реагує
1) карбонат натрію 3) кремній
2) цинк 4) бромоводородной кислота

4. при взаємодії 1 моль і 2 моль KoH утворюється
1) середня сіль 3) кисла сіль
2) основна сіль 4) речовини не реагують

5. В результаті реакції силікату натрію з соляною кислотою утворюється
1) силицид натрію 3) кремнієва кислота
2) Кремній 4) оксид кремнію

1. Сіль і луг образуютс при взаємодії розчинів
1)

2. З розчином нітрату барію реагує
1) хлорид натрію 3) карбонат калію
2) мідь 4) карбонат кальцію

3. З розчином нітрату барію реагує
1) сульфат натрію 3) залізо
2) хлорид слова 4) мідь

4. З розчином сульфату цинку реагує
1) магній 3) сірка
2) оксид кремнію 4) гідроксид алюмінію

5. хімічна реакція (в розчині) можлива між

6) Між якими речовинами протікає хімічна реакція?
1) карбонатом кальцію і нітратом натрію
2) силікатом магнію і фосфатом калію
3) сульфатом заліза (II) і сульфідом свинцю
4) хлоридом барію і сульфатом цинку

1. 2H 2SO 4 (конц.) + Cu \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2O

сульфат міді

H 2SO 4 (разб.) + Zn \u003d ZnSO 4 + H 2
сульфат цинку
2. FeO + H 2 \u003d Fe + H 2O
CuSO 4 + Fe \u003d Cu ↓ + FeSO 4

3. Сотавом солі азотної кислоти:
формула азотної кислоти HNO3 кислотний залишок NO3- - нітрат
Складемо формули солей:
Na + NO3- По таблиці розчинності визначимо заряди іонів. Так як іон натрію і нітрат-іон мають заряди «+» і «-» відповідно, то індекси в цій формулі непотрібні. Вийде така формула:
Na + NO3- - нітрат натрію
Ca2 + NO3- - По таблиці розчинності визначимо заряди іонів. За правилом хреста розставимо індекси, але так як нітрат-іон це складний іон із зарядом «-«, то його необхідно взяти в дужки:
Ca2 + (NO3) -2 - нітрат кальцію
Al3 + NO3- - По таблиці розчинності визначимо заряди іонів. За правилом хреста розставимо індекси, але так як нітрат-іон це складний іон із зарядом «-«, то його необхідно взяти в дужки:
Al3 + (NO3) -3 - нітрат алюмінію
далі метали
хлорид цинку ZnCl2
нітрат алюмінію Al (NO3) 3

Мідь (Cu) відноситься до d-елементів та розташована в IB групі періодичної таблиці Д. І. Менделєєва. Електронна конфігурація атома міді в основному стані записується вигляді 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 замість передбачуваної формули 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2. Іншими словами, в разі атома міді спостерігається так званий «проскакування електрона» з 4s-підрівні на 3d-підрівень. Для міді, крім нуля, можливі ступені окислення +1 і +2. Ступінь окислення +1 схильна до диспропорціонування і стабільна лише в нерозчинних з'єднаннях типу CuI, CuCl, Cu 2 O і т. Д., А також в комплексних з'єднаннях, наприклад, Cl і OH. Сполуки міді в ступені окислення +1 не мають конкретної забарвлення. Так, оксид міді (I) в залежності від розмірів кристалів може бути темно-червоний (великі кристали) і жовтий (дрібні кристали), CuCl і CuI - белиe, а Cu 2 S - чорно-синій. Більш хімічно стійкою є ступінь окислення міді, рівна +2. Солі, що містять мідь в даній ступеня окислення, мають синю і синьо-зелене забарвлення.

Мідь є дуже м'яким, ковким і пластичним металом з високою електро- і теплопровідністю. Забарвлення металевої міді червоно-рожева. Мідь знаходиться в ряду активності металів правіше водню, тобто відноситься до малоактивним металам.

з киснем

У звичайних умовах мідь з киснем не взаємодіє. Для протікання реакції між ними потрібно нагрів. Залежно від надлишку або нестачі кисню і температурних умов може утворити оксид міді (II) і оксид міді (I):

з сіркою

Реакція сірки з міддю в залежності від умов проведення може призводити до утворення як сульфіду міді (I), так і сульфіду міді (II). При нагріванні суміші порошкоподібних Cu і S до температури 300-400 ° С утворюється сульфід міді (I):

При нестачі сірки і проведенні реакції при температурі понад 400 ° С утворюється сульфід міді (II). Однак, більш простим способом отримання сульфіду міді (II) з простих речовин є взаємодія міді з сіркою, розчиненої в сероуглероде:

Дана реакція протікає при кімнатній температурі.

з галогенами

З фтором, хлором і бромом мідь реагує, утворюючи галогеніди із загальною формулою CuHal 2, де Hal - F, Cl або Br:

Cu + Br 2 \u003d CuBr 2

У випадку з йодом - найслабшим окислювачем серед галогенів - утворюється йодид міді (I):

З воднем, азотом, вуглецем і кремнієм мідь не взаємодіє.

з кислотами-неокислителях

Кислотами-неокислителях є практично все кислоти, крім концентрованої сірчаної кислоти і азотної кислоти будь-якої концентрації. Оскільки кислоти-неокислителях в стані окислити тільки метали, що знаходяться в ряду активності до водню; це означає, що мідь з такими кислотами не реагує.

з кислотами-окислювачами

- концентрованої сірчаної кислотою

З концентрованої сірчаної кислотою мідь реагує як при нагріванні, так і при кімнатній температурі. При нагріванні реакція протікає відповідно до рівняння:

Оскільки мідь не є сильним відновником, сірка відновлюється в даній реакції тільки до ступеня окислення +4 (в SO 2).

- з розведеною азотною кислотою

Реакція міді з розведеною HNO 3 призводить до утворення нітрату міді (II) і монооксиду азоту:

3Cu + 8HNO 3 (разб.) \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

- з концентрованою азотною кислотою

Концентрована HNO 3 легко реагує з міддю при звичайних умовах. Відмінність реакції міді з концентрованою азотною кислотою від взаємодії з розведеною азотною кислотою полягає в продукті відновлення азоту. У разі концентрованої HNO 3 азот відновлюється в меншій мірі: замість оксиду азоту (II) утворюється оксид азоту (IV), що пов'язано з більшою конкуренцією між молекулами азотної кислоти в концентрованій кислоті за електрони відновника (Cu):

Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

з оксидами неметалів

Мідь реагує з деякими оксидами неметалів. Наприклад, з такими оксидами, як NO 2, NO, N 2 O мідь окислюється до оксиду міді (II), а азот відновлюється до ступеня окислення 0, тобто утворюється проста речовина N 2:

У разі діоксиду сірки, замість простого речовини (сірки) утворюється сульфід міді (I). Пов'язано це з тим, що мідь із сіркою, на відміну від азоту, реагує:

з оксидами металів

При спіканні металевої міді з оксидом міді (II) при температурі 1000-2000 ° С може бути отриманий оксид міді (I):

Також металева мідь може відновити при прожаренні оксид заліза (III) до оксиду заліза (II):

з солями металів

Мідь витісняє менш активні метали (правіше неї в ряду активності) з розчинів їх солей:

Cu + 2AgNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓

Також має місце цікава реакція, в якій мідь розчиняється в солі більш активного металу - заліза в ступені окислення +3. Однак протиріч немає, тому що мідь витісняють залізо з його солі, а лише відновлює його зі ступенем окислення +3 до ступеня окислення +2:

Fe 2 (SO 4) 3 + Cu \u003d CuSO 4 + 2FeSO 4

Cu + 2FeCl 3 \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2

Остання реакція використовується при виробництві мікросхем на стадії травлення мідних плат.

корозія міді

Мідь з часом піддається корозії при контакті з вологою, вуглекислим газом і киснем повітря:

2Cu + H 2 O + СО 2 + О 2 \u003d (CuOН) 2 СО 3

В результаті протікання даної реакції мідні вироби покриваються пухким синьо-зеленим нальотом гідроксокарбоната міді (II).

Хімічні властивості цинку

Цинк Zn знаходиться в IIБ групи IV-го періоду. Електронна конфігурація валентних орбіталей атомів хімічного елемента в основному стані 3d 10 4s 2. Для цинку можлива тільки одна єдина ступінь окислення, що дорівнює +2. Оксид цинку ZnO і гідроксид цинку Zn (ОН) 2 володіють яскраво вираженими амфотерними властивостями.

Цинк при зберіганні на повітрі тьмяніє, покриваючись тонким шаром оксиду ZnO. Особливо легко окислення протікає при високій вологості і в присутності вуглекислого газу внаслідок протікання реакції:

2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3

Пар цинку горить на повітрі, а тонка смужка цинку після розжарювання в полум'я пальника згорає в ньому зеленуватим полум'ям:

При нагріванні металевий цинк також взаємодіє з галогенами, сіркою, фосфором:

З воднем, азотом, вуглецем, кремнієм і бором цинк безпосередньо не реагує.

Цинк реагує з кислотами-неокислителях з виділенням водню:

Zn + H 2 SO 4 (20%) → ZnSO 4 + H 2

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

Особливо легко розчиняється в кислотах технічний цинк, оскільки містить в собі домішки інших менш активних металів, зокрема, кадмію і міді. Високочистий цинк з певних причин стійкий до впливу кислот. Для того щоб прискорити реакцію, зразок цинку високого ступеня чистоти призводять до зіткнення з міддю або додають в розчин кислоти трохи солі міді.

При температурі 800-900 o C (червоне каління) металевий цинк, перебуваючи в розплавленому стані, взаємодіє з перегрітою водяною парою, виділяючи з нього водень:

Zn + H 2 O \u003d ZnO + H 2

Цинк реагує також і з кислотами-окислювачами: сірчаної концентрованої і азотної.

Цинк як активний метал може утворювати з концентрованої сірчаної кислотою сірчистий газ, елементарну сірку і навіть сірководень.

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Склад продуктів відновлення азотної кислоти визначається концентрацією розчину:

Zn + 4HNO 3 (конц.) \u003d Zn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

3Zn + 8HNO 3 (40%) \u003d 3Zn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

4Zn + 10HNO 3 (20%) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

5Zn + 12HNO 3 (6%) \u003d 5Zn (NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O

4Zn + 10HNO 3 (0,5%) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

На напрям протікання процесу впливають також температура, кількість кислоти, чистота металу, час проведення реакції.

Цинк реагує з розчинами лугів, при цьому утворюються тетрагідроксоцінкати і водень:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2

Zn + Ba (OH) 2 + 2H 2 O \u003d Ba + H 2

З безводними лугами цинк при сплаву утворює цинкати і водень:

У лужної середовищі цинк є вкрай сильним відновником, здатним відновлювати азот в нітрати і нітриті до аміаку:

4Zn + NaNO 3 + 7NaOH + 6H 2 O → 4Na 2 + NH 3

Завдяки комплексообразованию цинк повільно розчиняється в розчині аміаку, відновлюючи водень:

Zn + 4NH 3 · H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2H 2 O

Також цинк відновлює менш активні метали (правіше нього в ряду активності) з водних розчинів їх солей:

Zn + CuCl 2 \u003d Cu + ZnCl 2

Zn + FeSO 4 \u003d Fe + ZnSO 4

Хімічні властивості хрому

Хром - елемент VIB групи таблиці Менделєєва. Електронна конфігурація атома хрому записується як 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1, тобто в разі хрому, також як і в випадку атома міді, спостерігається так званий «проскакування електрона»

Найбільш часто їх виявляють ступенями окислення хрому є значення +2, +3 і +6. Їх слід запам'ятати, і в рамках програми ЗНО з хімії можна вважати, що інших ступенів окислення хром не має.

При звичайних умовах хром стійкий до корозії як на повітрі, так і у воді.

Взаємодія з неметалами

з киснем

Розпечений до температури понад 600 o С порошкоподібний металевий хром згорає в чистому кисні утворюючи окcід хрому (III):

4Cr + 3O 2 \u003d o t\u003d\u003e 2Cr 2 O 3

з галогенами

З хлором і фтором хром реагує при більш низьких температурах, ніж з киснем (250 і 300 o C відповідно):

2Cr + 3F 2 \u003d o t\u003d\u003e 2CrF 3

2Cr + 3Cl 2 \u003d o t\u003d\u003e 2CrCl 3

З бромом ж хром реагує при температурі червоного розжарювання (850-900 o C):

2Cr + 3Br 2 \u003d o t\u003d\u003e 2CrBr 3

з азотом

З азотом металевий хром взаємодіє при температурах понад 1000 o С:

2Cr + N 2 \u003d ot\u003d\u003e 2CrN

з сіркою

З сірої хром може утворювати як сульфід хрому (II) так і сульфід хрому (III), що залежить від пропорцій сірки і хрому:

Cr + S \u003d o t\u003d\u003e CrS

2Cr + 3S \u003d o t\u003d\u003e Cr 2 S 3

З воднем хром не реагує.

Взаємодія зі складними речовинами

Взаємодія з водою

Хром відноситься до металів середньої активності (розташований в ряду активності металів між алюмінієм і воднем). Це означає, що реакція протікає між розпеченим до червоного розжарювання хромом і перегрітою водяною парою:

2Cr + 3H 2 O \u003d o t\u003d\u003e Cr 2 O 3 + 3H 2

Взаємодія з кислотами

Хром при звичайних умовах пассивируется концентрованими сірчаної та азотної кислотами, проте, розчиняється в них при кип'ятінні, при цьому окислюючись до ступеня окислення +3:

Cr + 6HNO 3 (конц.) \u003d t o\u003d\u003e Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

2Cr + 6H 2 SO 4 (конц) \u003d t o\u003d\u003e Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

У разі розведеної азотної кислоти основним продуктом відновлення азоту є проста речовина N 2:

10Cr + 36HNO 3 (разб) \u003d 10Cr (NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O

Хром розташований в ряду активності лівіше водню, а це значить, що він здатний виділяти H 2 з розчинів кислот-неокислителях. В ході таких реакцій за відсутності доступу кисню повітря утворюються солі хрому (II):

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2

Cr + H 2 SO 4 (разб.) \u003d CrSO 4 + H 2

При проведенні ж реакції на відкритому повітрі, двовалентний хром миттєво окислюється містяться в повітрі киснем до ступеня окислення +3. При цьому, наприклад, рівняння з соляною кислотою набуде вигляду:

4Cr + 12HCl + 3O 2 \u003d 4CrCl 3 + 6H 2 O

При сплаві металевого хрому з сильними окислювачами у присутності лугів хром окислюється до ступеня окислення +6, утворюючи хромати:

Хімічні властивості заліза

Залізо Fe, хімічний елемент, що знаходиться в VIIIB групі і має порядковий номер 26 в таблиці Менделєєва. Розподіл електронів в атомі заліза наступне 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2, тобто залізо відноситься до d-елементів, оскільки заповнюються в його випадку є d-підрівень. Для нього найбільш характерні два ступені окислення +2 і +3. У оксиду FeO і гідроксиду Fe (OH) 2 переважають основні властивості, у оксиду Fe 2 O 3 і гідроксиду Fe (OH) 3 помітно виражені амфотерні. Так оксид і гідроксид заліза (lll) в деякій мірі розчиняються при кип'ятінні в концентрованих розчинах лугів, а також реагують з безводними лугами при сплаву. Слід зазначити що ступінь окислення заліза +2 дуже нестійка, і легко переходить в ступінь окислення +3. Також відомі сполуки заліза в рідкісної ступеня окислення +6 - ферати, солі неіснуючої «залізної кислоти» H 2 FeO 4. Зазначені сполуки відносно стійкі лише в твердому стані, або в сільнощелочних розчинах. При недостатній лужності середовища ферати досить швидко окислюють навіть воду, виділяючи з неї кисень.

Взаємодія з простими речовинами

З киснем

При згорянні в чистому кисні залізо утворює, так звану, залізну окалину, Що має формулу Fe 3 O 4 і фактично представляє собою змішаний оксид, склад якого умовно можна представити формулою FeO ∙ Fe 2 O 3. Реакція горіння заліза має вигляд:

3Fe + 2O 2 \u003d t o\u003d\u003e Fe 3 O 4

З сірої

При нагріванні залізо реагує з сіркою, утворюючи сульфід двухвалентен заліза:

Fe + S \u003d t o\u003d\u003e FeS

Або ж при надлишку сірки дисульфид заліза:

Fe + 2S \u003d t o\u003d\u003e FeS 2

З галогенами

Всіма галогенами крім йоду металеве залізо окислюється до ступеня окислення +3, утворюючи галогеніди заліза (lll):

2Fe + 3F 2 \u003d t o\u003d\u003e 2FeF 3 - фторид заліза (lll)

2Fe + 3Cl 2 \u003d t o\u003d\u003e 2FeCl 3 - хлорид заліза (lll)

Йод ж, як найбільш слабка окислювач серед галогенів, окисляє залізо лише до ступеня окислення +2:

Fe + I 2 \u003d t o\u003d\u003e FeI 2 - йодид заліза (ll)

Слід зазначити, що сполуки тривалентного заліза легко окислюють йодид-іони у водному розчині до вільного йоду I 2 при цьому відновлюючись до ступеня окислення +2. Приклади, подібних реакцій з банку ФІПІ:

2FeCl 3 + 2KI \u003d 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

2Fe (OH) 3 + 6HI \u003d 2FeI 2 + I 2 + 6H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HI \u003d 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O

З воднем

Залізо з воднем не реагує (з воднем з металів реагують тільки лужні метали і лужноземельні):

Взаємодія зі складними речовинами

Взаємодія з кислотами

З кислотами-неокислителях

Так як залізо розташоване в ряду активності лівіше водню, це означає, що воно здатне витісняти водень з кислот-неокислителях (майже всі кислоти крім H 2 SO 4 (конц.) І HNO 3 будь-якої концентрації):

Fe + H 2 SO 4 (разб.) \u003d FeSO 4 + H 2

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Потрібно звернути увагу на такий прийом в завданнях ЄДІ, як питання на тему того до якої міри окислення окислиться залізо при дії на нього розведеної та концентрованої соляної кислоти. Правильна відповідь - до +2 в обох випадках.

Пастка тут полягає в інтуїтивному очікуванні більш глибокого окислення заліза (до С.О. +3) в разі його взаємодії з концентрованою соляною кислотою.

Взаємодія з кислотами-окислювачами

З концентрованими сірчаної та азотної кислотами в звичайних умовах залізо не реагує через пасивації. Однак, реагує з ними при кип'ятінні:

2Fe + 6H 2 SO 4 \u003d o t\u003d\u003e Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 \u003d o t\u003d\u003e Fe (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

Зверніть увагу на те, що розбавлена \u200b\u200bсірчана кислота окисляє залізо до ступеня окислення +2, а концентрована до +3.

Корозія (іржавіння) заліза

На вологому повітрі залізо дуже швидко піддається іржавіння:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3

З водою під час відсутності кисню залізо не реагує ні в звичайних умовах, ні при кип'ятінні. Реакція з водою протікає лише при температурі вище температури червоного розжарювання (\u003e 800 о С). т.е ..

І.В.ТРІГУБЧАК

Посібник-репетитор з хімії

Продовження. Початок див. У № 22/2005; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11/2008

ЗАНЯТТЯ 24

10-й клас (Перший рік навчання)

Цинк і його сполуки

1. Положення в таблиці Д. І. Менделєєва, будова атома.

2. Походження назви.

3. Фізичні властивості.

4. Хімічні властивості.

5. Знаходження в природі.

6. Основні методи отримання.

7. Оксид і гідроксид цинку - властивості і методи отримання.

Цинк розташований в побічної підгрупи II групи таблиці Д. І. Менделєєва. Його електронна формула 1 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2. цинк є d-елементом, проявляє в з'єднаннях єдину ступінь окислення +2 (тому що третій енергетичний рівень в атомі цинку повністю заповнений електронами). Будучи амфотерним елементом з переважанням металевих властивостей, в з'єднаннях цинк частіше входить до складу катіона, рідше - аніону. наприклад,

Припускають, що назва цинку відбувається від древнегерманского слова «цинко» (білий, більмо). У свою чергу, це слово походить від арабського «харасін» (метал з Китаю), що вказує на місце вироблення цинку, завезеного в середні століття до Європи з Китаю.

Фізичні властивості

Цинк - метал білого кольору; на повітрі покривається оксидною плівкою, і його поверхня тьмяніє. На холоді це досить крихкий метал, але при температурі 100-150 ° С цинк легко обробляється, утворює сплави з іншими металами.

Хімічні властивості

Цинк - метал середньої хімічної активності, проте він більш активний, ніж залізо. Цинк після руйнування оксидної плівки проявляє наступні хімічні властивості.

Zn + H 2 ZnH 2.

2Zn + O 2 2ZnO.

Метали (-).

Неметали (+):

Zn + Cl 2 ZnCl 2,

3Zn + 2P Zn 3 P 2.

Zn + 2H 2 O Zn (OH) 2 + H 2.

Основні оксиди (-).

Кислотні оксиди (-).

Підстави (+):

Zn + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2,

Zn + 2NaOH (розплав) \u003d Na 2 ZnO 2 + H 2.

Кислоти-неокислителях (+):

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2.

Кислоти-окислювачі (+):

3Zn + 4H 2 SO 4 (конц.) \u003d 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O.

4Zn + 5H 2 SO 4 (конц.) \u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O,

4Zn + 10HNO 3 (оч. Разб.) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

Солі (+/-): *

Zn + CuCl 2 \u003d Cu + ZnCl 2,

Zn + NaCl немає реакції.

У п р и р о д е цинк зустрічається у вигляді сполук, найважливішими з яких є сфалерит, чи цинкова обманка (ZnS), смітсоніт, або цинковий шпат (ZnCO 3), червона цинкова руда (ZnO).

У промисловості д л я п про л у ч е н і я цинку виробляють випал цинкової руди з метою отримання оксиду цинку, який потім відновлюють вуглецем:

2ZnS + 3O 2 2ZnO + 2SO 2,

2ZnO + C2Zn + CO 2.

До найважливіших сполук цинку відносяться його о к с і д (ZnO) і г і д р о к с і д (Zn (OH) 2). Це кристалічні речовини білого кольору, проявляють амфотерні властивості:

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,

ZnO + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2,

Zn (OH) 2 + 2HCl \u003d ZnCl 2 + 2H 2 O,

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2.

Оксид цинку можна отримати окисленням цинку, розкладанням гідроксиду цинку або випалюванням цинкової обманки:

Zn (OH) 2 ZnO + H 2 O,

2ZnS + 3O 2 2ZnO + 3SO 2.

Гідроксид цинку отримують реакцією обміну між розчином солі цинку і луги:

ZnCl 2 + 2NaOH (недолік) \u003d Zn (OH) 2 + 2NaCl.

Ці сполуки н а д о з а п о м н і т ь: цинкова обманка (ZnS), цинковий купорос (ZnSO 4 7H 2 O).

Тест по темі «Цинк і його сполуки»

1. Сума коефіцієнтів в рівнянні реакції цинку з дуже розведеною азотною кислотою:

а) 20; б) 22; в) 24; г) 29.

2. Цинк з концентрованого розчину карбонату натрію витісняє:

а) водень; б) чадний газ;

в) вуглекислий газ; г) метан.

3. Розчини лугів можуть реагувати з наступними речовинами (можливо кілька правильних відповідей):

а) сульфатом міді і хлором;

б) оксидом кальцію і міддю;

в) гидросульфатом натрію і цинком;

г) гідроксидом цинку і гідроксидом міді.

4. Щільність 27,4% -го розчину гідроксиду натрію становить 1,3 г / мл. Молярна концентрація лугу в цьому розчині становить:

а) 0,0089 моль / мл; б) 0,0089 моль / л;

в) 4 моль / л; г) 8,905 моль / л.

5. Для отримання гідроксиду цинку необхідно:

а) по краплях доливати розчин гідроксиду натрію до розчину хлориду цинку;

б) по краплях доливати розчин хлориду цинку до розчину гідроксиду натрію;

в) долити надлишок розчину гідроксиду натрію до розчину хлориду цинку;

г) по краплях додавати розчин гідроксиду натрію до розчину карбонату цинку;

6. Виключіть «зайве» з'єднання:

а) H 2 ZnO 2; б) ZnCl 2; в) ZnO; г) Zn (OH) 2.

7. Сплав міді і цинку масою 24,12 г обробили надлишком розбавленої сірчаної кислоти. При цьому виділилося 3,36 л газу (н.у.). Масова частка цинку в цьому сплаві дорівнює (в%):

а) 59,58; б) 40,42; в) 68,66; г) 70,4.

8. Гранули цинку будуть взаємодіяти з водним розчином (можливо кілька правильних відповідей):

а) соляної кислоти; б) азотної кислоти;

в) гідроксиду калію; г) сульфату алюмінію.

9. Вуглекислий газ обсягом 16,8 л (н.у.) був поглинений 400 г 28% -го розчину гідроксиду калію. Масова частка речовини, що знаходиться в розчині, становить (у%):

а) 34,5; б) 31,9; в) 69; г) 63,7.

10. Маса зразка карбонату цинку, в якому міститься 4,816 10 24 атомів кисню, дорівнює (в г):

а) 1000; б) 33,3; в) 100; г) 333,3.

Ключ до тесту

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
б	а	а, в	г	а	б	б	а Б В Г	б	г

Завдання і вправи на амфотерні метали

ланцюжки перетворень

1. Цинк -\u003e оксид цинку -\u003e гідроксид цинку -\u003e сульфат цинку -\u003e хлорид цинку -\u003e нітрат цинку -\u003e сульфід цинку -\u003e оксид цинку -\u003e цинкат калію.

2. Оксид алюмінію -\u003e тетрагідроксоалюмінат калію -\u003e хлорид алюмінію -\u003e гідроксид алюмінію -\u003e тетрагідроксоалюмінат калію.

3. Натрій -\u003e гідроксид натрію -\u003e гідрокарбонат натрію -\u003e карбонат натрію -\u003e гідроксид натрію -\u003e гексагідроксохромат (III) натрію.

4. Хром -\u003e хлорид хрому (II) -\u003e хлорид хрому (III) -\u003e гексагідроксохромат (III) калію + бром + гідроксид калію -\u003e хромат калію -\u003e Дихромат калію -\u003e оксид хрому (VI).

5. Сульфід заліза (II) -\u003e X 1 -\u003e оксид заліза (III) -\u003e X 2 -\u003e сульфід заліза (II).

6. Хлорид заліза (II) -\u003e А -\u003e Б -\u003e В -\u003e Г -\u003e Д -\u003e хлорид заліза (II) (всі речовини містять залізо; в схемі тільки три окислювально-відновні реакції поспіль).

7. Хром -\u003e Х 1 -\u003e сульфат хрому (III) -\u003e Х 2 -\u003e Дихромат калію -\u003e Х 3 -\u003e хром.

У р о в е н ь А

1. Для розчинення 1,26 г сплаву магнію з алюмінієм використано 35 мл 19,6% -го розчину сірчаної кислоти (щільність - 1,14 г / мл). Надлишок кислоти вступив в реакцію з 28,6 мл розчину бікарбонату калію з концентрацією 1,4 моль / л. Визначте склад вихідної сплаву і обсяг газу (н.у.), що виділився при розчиненні сплаву.

Відповідь.57,6% Mg; 42,4% Al; 1,34 л H 2.

2. Суміш кальцію і алюмінію масою 18,8 г прожарили без доступу повітря з надлишком порошку графіту. Продукт реакції обробили розведеною соляною кислотою, при цьому виділилося 11,2 л газу (н.у.). Визначте склад вихідної суміші.

Рішення

Рівняння реакцій:

Нехай (Ca) \u003d x моль, (Al) \u003d 4 y моль.

Тоді: 40 x + 4 27y = 18,8.

За умовою завдання:

v (С 2 Н 2 + СH 4) \u003d 11,2 л.

отже,

(З 2 Н 2 + СH 4) \u003d 11,2 / 22,4 \u003d 0,5 моль.

За рівняння реакції:

(З 2 Н 2) \u003d (СAC 2) \u003d (Сa) \u003d х моль,

(СH 4) \u003d 3/4 (Al) \u003d 3 y моль,

x + 3y = 0,5.

Вирішуємо систему:

x = 0,2, y = 0,1.

отже,

(Ca) \u003d 0,2 моль,

(Al) \u003d 4 0,1 \u003d 0,4 моль.

У вихідній суміші:

m(Ca) \u003d 0,2 40 \u003d 8 г,

(Ca) \u003d 8 / 18,8 \u003d 0,4255, або 42,6%;

m(Al) \u003d 0,4 27 \u003d 10,8 г,

(Al) \u003d 10,8 / 18,8 \u003d 0,5744, або 57,4%.

відповідь. 42,6% Ca; 57,4% Al.

3. При взаємодії 11,2 г металу VIII групи періодичної системи з хлором утворилося 32,5 г хлориду. Визначте метал.

відповідь. Залізо.

4. При випалюванні піриту виділилося 25 м 3 сірчистого газу (температура 25 ° С і тиск 101 кПа). Обчисліть масу утворився при цьому твердої речовини.

Відповідь. 40,8 кг Fe 2 O 3.

5. При прожаренні 69,5 г кристалогідрату сульфату заліза (II) утворюється 38 г безводної солі. Визначте формулу кристалогідрату.

Відповідь. Гептагідрат FeSO 4 7H 2 O.

6. При дії надлишку соляної кислоти на 20 г суміші, що містить мідь і залізо, виділився газ об'ємом 3,36 л (н.у.). Визначте склад вихідної суміші.

Відповідь. 58% Cu; 42% Fe.

У р о в е н ь Б

1. Який обсяг 40% -го розчину гідроксиду калію (щільність - 1,4 г / мл) слід додати до 50 г 10% -го розчину хлориду алюмінію для того, щоб спочатку випав осад повністю розчинився?

Відповідь. 15 мл.

2. Метал спалили в кисні з утворенням 2,32 г оксиду, для відновлення якого до металу необхідно затратити 0,896 л (н.у.) чадного газу. Відновлений метал розчинили в розведеної сірчаної кислоти, отриманий розчин дає синій осад з червоною кров'яною сіллю. Визначте формулу оксиду.

відповідь:Fe 3 O 4.

3. Який обсяг 5,6 М розчину гідроксиду калію потрібно для повного розчинення 5 г суміші гідроксидів хрому (III) і алюмінію, якщо масова частка кисню в цій суміші дорівнює 50%?

Відповідь. 9,3 мл.

4. До 14% -му розчину нітрату хрому (III) додали сульфід натрію, отриманий розчин відфільтрували і прокип'ятили (без втрати води), при цьому масова частка солі хрому зменшилася до 10%. Визначте масові частки інших речовин в отриманому розчині.

Відповідь. 4,38% NaNO 3.

5. Суміш хлориду заліза (II) з дихроматом калію розчинили у воді і підкислити розчин соляної кислотою. Через деякий час до розчину по краплях додали надлишок розчину гідроксиду калію, який випав осад відфільтрували і прожарили до постійної маси. Маса сухого залишку дорівнює 4,8 г. Знайдіть масу вихідної суміші солей, враховуючи, що масові частки хлориду заліза (II) і дихромата калію в ній ставляться як 3: 2.

Відповідь. 4,5 м

6. 139 г залізного купоросу розчинили у воді при температурі 20 ° С і отримали насичений розчин. При охолодженні цього розчину до 10 ° С випав осад залізного купоросу. Знайдіть масу випав осаду і масову частку сульфату заліза (II) в останньому розчині (розчинність сульфату заліза (II) при 20 ° С дорівнює 26 г, а при 10 ° С - 20 г).

Відповідь. 38,45 г FeSO 4 7H 2 O; 16,67%.

якісні завдання

1. Сріблястий-біле легке проста речовина А, що володіє хорошою тепло- і електропровідністю, реагує при нагріванні з іншим простим речовиною В. Утворюється тверда речовина розчиняється в кислотах з виділенням газу С, при пропущенні якого через розчин сірчаної кислоти випадає осад речовини В. Визначте речовини, напишіть рівняння реакцій.

Відповідь.Речовини: А - Al, В - S, C - H 2 S.

2. Є два газу - А і В, молекули яких трехатомного. При додаванні кожного з них до розчину алюмінату калію випадає осад. Запропонуйте можливі формули газів А та В, враховуючи, що ці гази бінарні. Напишіть рівняння реакцій. Як хімічним шляхом можна розрізнити ці гази?

Рішення

Газ А - СО 2; газ В - Н 2 S.

2KAlO 2 + СО 2 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + K 2 CO 3,

2KAlO 2 + H 2 S + 2H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + K 2 S.

3. Нерозчинний у воді з'єднання А бурого кольору при нагріванні розкладається з утворенням двох оксидів, один з яких - вода. Інший оксид - В - відновлюється вуглецем з утворенням металу С, другим за поширеністю в природі серед металів. Визначте речовини, напишіть рівняння реакцій.

Відповідь.Речовини: А - Fe (OH) 3,
В - Fe 2 O 3, C - Fe.

4. Сіль А утворена двома елементами, при випалюванні її на повітрі утворюються два оксиду: В - твердий, бурого кольору, і газоподібний. Оксид У вступає в реакцію заміщення з сріблясто-білим металом С (при нагріванні). Визначте речовини, напишіть рівняння реакцій.

Відповідь.Речовини: А - FeS 2, В - Fe 2 O 3, C - Al.

* Знак +/- означає, що дана реакція протікає не з усіма реагентами або в специфічних умовах.

Далі буде

Сплав цинку з міддю - латунь - був відомий ще в Стародавній Греції, Стародавньому Єгипті, Індії (VII ст.), Китаї (XI ст.). Довгий час не вдавалося виділити чистий цинк. У 1746 А. С. Маргграф розробив спосіб отримання чистого цинку шляхом прожарювання суміші його оксиду з вугіллям без доступу повітря в глиняних вогнетривких ретортах з подальшою конденсацією парів цинку в холодильниках. У промисловому масштабі виплавка цинку почалася в XVII в.
Латинське zincum перекладається як "білий наліт". Походження цього слова точно не встановлено. Імовірно, воно йде від перського "ченг", хоча ця назва відноситься не до цинку, а взагалі до каменів. Слово "цинк" зустрічається в працях Парацельса і інших дослідників 16-17 вв. і сходить, можливо, до древнегерманском "цинко" - наліт, більмо на оці. Загальновживаним назва "цинк" стало тільки в 1920-х рр.

Знаходження в природі, одержання:

Найбільш поширений мінерал цинку - сфалерит, чи цинкова обманка. Основний компонент мінералу - сульфід цинку ZnS, а різноманітні домішки надають цієї речовини різноманітні кольору. Мабуть, за це мінерал і називають обманкою. Цинкову обманку вважають первинним мінералом, з якого утворилися інші мінерали елемента № 30: смітсоніт ZnCO 3, цинкит ZnO, каламін 2ZnO · SiO 2 · Н 2 O. На Алтаї нерідко можна зустріти смугасту "бурундучную" руду - суміш цинкової обманки і бурого шпату. Шматок такий руди видали справді нагадує зачаївся смугастого звіра.
Виділення цинку починається з концентрування руди методами седиментації або флотації, потім її обпалюють до утворення оксидів: 2ZnS + 3О 2 \u003d 2ZnО + 2SO 2
Оксид цинку переробляють електролітичним методом або відновлюють коксом. У першому випадку цинк витравлюють з сирого оксиду розведеним розчином сірчаної кислоти, домішка кадмію осаджують цинковим пилом і розчин сульфату цинку піддають електролізу. Метал 99,95% -ної чистоти осідає на алюмінієвих катодах.

Фізичні властивості:

У чистому вигляді - досить пластичний сріблясто-білий метал. При кімнатній температурі крихкий, при згинанні пластинки чути тріск від тертя кристалітів (зазвичай сильніше, ніж "крик олова"). При 100-150 ° C цинк пластичний. Домішки, навіть незначні, різко збільшують крихкість цинку. Температура плавлення - 692 ° C, температура кипіння - 1180 ° C

Хімічні властивості:

Типовий амфотерний метал. Стандартний електродний потенціал -0,76 В, в ряду стандартних потенціалів розташований до заліза. На повітрі цинк покривається тонкою плівкою оксиду ZnO. При сильному нагріванні згоряє. При нагріванні цинк реагує з галогенами, з фосфором, утворюючи фосфіди Zn 3 P 2 і ZnP 2, з сіркою і її аналогами, утворюючи різні халькогеніди, ZnS, ZnSe, ZnSe 2 і ZnTe. З воднем, азотом, вуглецем, кремнієм і бором цинк безпосередньо не реагує. Нітрид Zn 3 N 2 отримують реакцією цинку з аміаком при 550-600 ° C.
Цинк звичайної чистоти активно реагує з розчинами кислот і лугів, утворюючи в останньому випадку гідроксоцінкати: Zn + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2
Дуже чистий цинк розчинами кислот і лугів не реагує.
Для цинку характерні з'єднання зі ступенем окислення: +2.

Найважливіші сполуки:

Оксид цинку - ZnО, білий, амфотерний, реагує як з розчинами кислот, так і з лугами:
ZnO + 2NaOH \u003d Na 2 ZnO 2 + Н 2 О (сплав).
гідроксид цинку - утворюється у вигляді драглистого білого осад при додаванні лугу до водних розчинів солей цинку. амфотерний гідроксид
солі цинку. Безбарвні кристалічні речовини. У водних розчинах іони цинку Zn 2+ утворюють Аквакомплекси 2+ і 2+ і піддаються сильному гідролізу.
цинкати утворюються при взаємодії оксиду або гідроксиду цинку з лугами. При сплаві утворюються метацінкати (напр. Na 2 ZnO 2), які розчиняючись у воді переходять в тетрагідроксоцінкати: Na 2 ZnO 2 + 2Н 2 О \u003d Na 2. При підкисленні розчинів в осад випадає гідроксид цинку.

застосування:

Виробництво антикорозійного покриття. - Металевий цинк у вигляді брусків використовують для захисту від корозії сталевих виробів, що стикаються з морською водою. Приблизно половина всього виробленого цинку використовується для виробництва оцинкованої сталі, одна третина - в гарячого цинкування готових виробів, решта - для смуги і дроту.
- Велике практичне значення мають сплави цинку - латуні (мідь плюс 20-50% цинку). Для лиття під тиском, крім латуні, використовується швидко зростаюче число спеціальних сплавів цинку.
- Ще одна область застосування - виробництво сухих батарей, хоча в останні роки воно істотно скоротилося.
- теллурід цинку ZnTe використовується як матеріал для фоторезисторів, приймачів інфрачервоного випромінювання, дозиметрів і лічильників радіоактивного випромінювання. - Ацетат цинку Zn (CH 3 COO) 2 його використовують як фіксатор при фарбуванні тканин, консервант деревини, протигрибковий засіб в медицині, каталізатор в органічному синтезі. Ацетат цинку входить до складу зубних цементів, використовується при виробництві глазурі та порцеляни.

Цинк - один з найбільш важливих біологічно активних елементів і необхідний для всіх форм життя. Його роль обумовлена, в основному, тим, що він входить до складу більше 40 важливих ферментів. Встановлено функція цинку в білках, що відповідають за розпізнавання послідовності підстав в ДНК і, отже, що регулюють перенесення генетичної інформації в ході реплікації ДНК. Цинк бере участь у вуглеводному обміні за допомогою цінксодержащіх гормону - інсуліну. Тільки в присутності цинку діє вітамін А. Необхідний цинк і для формування кісток.
У той же час іони цинку токсичні.

Безмаєтних С., Штанова І.
ХФ ТюмГУ, 571 група.

Джерела: Вікіпедія: