Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 68 RSS
←   Май 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://mihail-barmin2010.narod.ru/
Открыта: 20-05-2010
Адрес автора: job.education.khimia4ege-owner@subscribe.ru

Автор
mik2005

Статистика

68 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Как сдать ЕГЭ по химии? Неорганическая химия (начало)


Отношение щелочных металлов к галогенам. Все ще­лочные металлы реагируют со всеми галогенами. Реакцион­ная способность данного металла при переходе от фтора к иоду закономерно уменьшается; например, энтальпии образо­вания для NaF и Nal соответственно равны -570,3 кДж/моль и -287,9 кДж/моль. С фтором все щелочные металлы реа­гируют при комнатной температуре. С хлором только руби­дий и цезий вступают в реакцию при комнатной температу­ре, а остальные металлы при нагревании:

2Rb + С12      2RbCl,

2Na + Cl   t   2NaCl.

 

Поскольку концентрация галогена в жидкой фазе боль­ше, чем в газообразной, с жидким бромом щелочные ме­таллы взаимодействуют энергичнее, чем с хлором. Калий, рубидий и цезий, брошенные в жидкий бром, вступают с ним в реакцию со взрывом. Литий и натрий при обычных условиях окисляются бромом только с поверхности, для пол­ного бромирования требуется нагревание:

2Li + Вг2   t   2LiВг.

С наименее активным галогеном, иодом, щелочные ме­таллы реагируют при нагревании:

2K + I2   t­   2KI

Зависимость реакционной способности от природы ме­талла и галогена носит более сложный характер: для броми­дов и иодидов она закономерно возрастает в ряду Li - Cs; для хлоридов наибольшая в случае калия (см. рис. 3.3), а для фторидов максимальная в случае лития и мини­мальная в случае цезия.

Отношение щелочных металлов к кислороду. Все щелочные металлы быстро окисляются на воздухе. Как уже отмечалось, данные по энтальпиям образования ок­сидов указывают на уменьшение активности по отноше­нию к кислороду при переходе от лития к цезию. Однако скорость окисления щелочных металлов при таком переходе возрастает. Это связано как с увеличением проница­емости защитной оксидной пленки от лития к цезию, так и с уменьшением в таком же порядке температур плавле­ния металлов. Рубидий и цезий настолько легкоплавки, что теплоты, выделяющейся при окислении, вполне достаточ­но для того, чтобы перевести эти металлы в жидкое со­стояние.

Жидкие металлы окисляются очень легко, поэтому руби­дий и цезий на воздухе загораются. При сгорании на возду­хе или в атмосфере кислорода литий образует преимуще­ственно оксид, натрий пероксид с примесью оксида; ка­лий, рубидий, цезий надпероксиды:

4Li + O2   t   2Li2О,

4Na + O2   t   2Na2O,

2Na + O2   t   Na2O2  пероксид натрия,

К + O2   t   KO2 надпероксид калия.

Пероксид натрия источник кислорода при взаимодей­ствии с углекислым газом:

2Na2O2 + 2СO2     2Na2CO3 + O2.

Обрабатывая пероксиды разбавленными кислотами (со­ляной, серной), можно получить пероксид водорода:

Na2O2 + 2HC1     2NaCl + Н2O2.

Отношение щелочных металлов к другим простым веществам. При нагревании щелочные металлы реагируют с серой:

2Na + S     ­ Na2S сульфид натрия.

В обычных условиях с азотом реагирует только литий:

6Li + N2     2Li3N нитрид лития.

Во влажном воздухе на поверхности лития одновременно образуются нитрид, оксид и гидроксид лития. Нитриды дру­гих щелочных металлов неустойчивы, в небольших количествах их можно получить при температуре электрического разряда. Нитрид лития, подобно нитридам других металлов, разлагается водой с выделением аммиака:

Li3N + 3H2O     3LiOH + NH3.

 При обработке нитрида лития кислотами образуется соль аммония:

Li3N + 4HC1    3LiC1 + NH4C1.

 При нагревании щелочные металлы реагируют с фосфо­ром, однако с углеродом и кремнием с хорошими выхода­ми взаимодействуют только литий и натрий:

12К + 4Р   t   4К3Р фосфид калия,

2Li + 2С   t  Li2C2 карбид лития,

2Na + 2С    t    Na2C2 карбид натрия.

Карбиды натрия и лития при взаимодействии с водой или кислотами выделяют ацетилен:

Na2C2 + 2Н2O     2NaOH + С2Н2.

Со многими металлами щелочные металлы образуют интерметаллиды:

2Na + К   t   Na2K,

Na + Ва   t   NaBa.

С ртутью натрий образует амальгаму, которая использу­ется как более мягкий восстановитель вместо чистого на­трия.

 

2.3.4. Взаимодействие щелочных металлов со сложными веществами

 

С водой все щелочные металлы взаимодействуют при обычных условиях, при этом реакционная способность возра­стает при переходе от лития к цезию. Например, литий реа­гирует с водой относительно медленно, а калий со взры­вом из→за воспламенения водорода

2Li + 2H2O    2LiOH + H2,

2Na + 2H2O     2NaOH + H2.

Очень бурно щелочные металлы взаимодействуют с кис­лотами:

2Na + 2НС1     2NaCl + Н2,

2Li + H2SO4(paзб.)      Li2SO4+ H2.

Особенно энергично протекают реакции с кислотами-окислителями (азотной и концентрированной серной), при этом образуются нитраты или сульфаты и смесь различных продуктов восстановления кислот. Практического значения эти реакции не имеют, так как нитраты и сульфаты щелоч­ных металлов можно получить другими, более безопасны­ми способами (например, на основе карбонатов или щело­чей).

Щелочные металлы реагируют с жидким аммиаком или при нагревании с его парами, образуя амиды (аммиак в этих реакциях окислитель):

2NH3 + 2К  б5-105С  2KNH2 + Н2 .

                              амид калия

Амиды разлагаются водой с выделением аммиака:

NaNH2 + Н2O       NaOH + NH3.

При нагревании щелочные металлы восстанавливают некоторые металлы из расплавов солей:

3Na + A1Cl3    t   3NaCl + Al,

4Na + TiCl4   t   4NaCl + Ti.

 

2.3.5. Свойства оксидов и гидроксидов щелочных металлов

 

Оксиды щелочных металлов имеют состав Э2O. Это кри­сталлические вещества с ионной решеткой, бесцветные (Li2O, Na2O), желтые (K2O, Rb2O) или оранжевые (Cs2O). Терми­ческая устойчивость оксидов с ростом атомного номера ще­лочного металла понижается. Так, Rb2O при температуре 505С плавится с разложением:

2Rb2O   t   4Rb + O2,

эгда как оксид лития Li2O плавится только при температуре 1450С и без разложения.

Оксид лития получают прямым взаимодействием простых зеществ. Оксиды других щелочных металлов можно получить.

а) нагреванием металлов до относительно невысоких температур и при недостатке кислорода:

4Na + O2(недост.)  180С+ 2Na2O;

б) взаимодействием металлов с их пероксидами или над пероксидами:

Na2O2 + 2Na    t     2Na2O

 

2O-1 + 2е         2O-2      1

Na - е       Na+1                2

 

KO2-1/2 + 3K0   t    2K2O-2

 

2O-1/2 + Зе      2O2       1

К0 - е       К+1             3

 

в)  осторожным нагреванием пероксидов или надперок→сидов в вакууме:

2Na2O2 400-700с  2Na2O + O2,

4КO2  600С   2К2O + 3O2;

г) взаимодействием металлов с их гидроксидами:

2КOН + 2К   t   2К2O + Н2;

д) восстановлением нитратов металлов самими же метал­лами:

10К + 2KNO3   t    6К2O + N2.

 Оксиды всех щелочных металлов являются основными. Так, они энергично (интенсивность взаимодействия усили­вается в ряду Li2O  Cs2O) реагируют с водой, образуя щелочи:

Na2O + Н2O      2NaOH.

Оксиды щелочных металлов, подобно всем типичным основ­ным оксидам, взаимодействуют с кислотными оксидами:

K2O + SO3      K2SO4,

Na2O + N2O5     2NaNO3

и кислотами:

Li2O + 2НС1      2LiCl + H2O,

K2O + H2SO4      K2SO4 + H2O.

Практического значения оксиды щелочных металлов не имеют.

Гидроксиды щелочных металлов твердые белые ве­щества ионного строения, хорошо (кроме LiOH) растворя­ются в воде с выделением большого количества энергии, сравнительно легкоплавки. Температура плавления законо­мерно понижается от LiOH (473C) до CsOH (346C). Всегидроксиды (за исключением LiOH) при сильном нагрева­нии испаряются без разложения; гидроксид лития при тем­пературе красного каления отщепляет воду:

2LiOH    t   Li2O + H2O.

Водные растворы и расплавы гидроксидов щелочных ме­таллов хорошо проводят электрический ток, и, как показы­вает эксперимент, в этом случае гидроксиды полностью ионизированы:

КОН(кр.)   t    К+ + ОН-,

КОН(р-р)       К+ + ОН-.

Таким образом, гидроксиды щелочных металлов от­носятся к числу самых сильных оснований, поэтому носят название щелочи.

На воздухе гидроксиды щелочных металлов (кроме LiOH) расплываются за счет поглощения атмосферной влаги. Ще­лочи (кроме LiOH) также жадно поглощают углекислый газ, поэтому хранить их водные растворы следует в тщательно закрытых сосудах.

Твердые щелочи и их водные растворы разрушают жи­вые ткани, в связи с чем работа с ними требует особых мер предосторожности (защитные очки, резиновые пер­чатки).

В химическом отношении гидроксиды щелочных метал­лов очень реакционноспособны. Гидроксиды нейтрализу­ют кислоты с образованием солей и воды:

2КОН + H2SO4       K2SO4 + 2Н2O,

ОН- + Н+       Н2O,

KOH + H3PO4       KH2PO4 + H2O

ОН- + H3PO4        Н2РО-4 + Н2O,

2КOН + Н3РO4      K2HPO4 + 2Н2O,

2OН- + Н3РO4         НРO4- + 2Н2P,

3KOH + H3PO4       К3РO4 + 3H2O,

3OH- + H3PO4        PO43- + 3H2O.

Щелочи реагируют с кислотными оксидами:

NaOH + СO2     NaHCO3,

OH- + CO2    НСО-,

2NaOH + СO2    Na2CO3 + Н2O,

2OН- + СO2    СО2- + Н2O,

4NaOH + Р2О5     2Na2HPO4 + Н2О,

4OН- + Р2O5      2HPO42- + Н2O.

Гидроксиды щелочных металлов реагируют со всеми кислыми и основными солями, а также со средними соля­ми, если в результате реакции образуется осадок:

NaHCO3+ NaOH      NaCO3 + H2O,

HCO3- + OH-        CO2-3 + H2O

Са(НСO3)2 + 2МаОН(избыток)       CaCO3+ Na2CO3 + 2H2O,

Са2+ + 2НСО3- + 2OН     CaCO3 + СO2-3 + 2Н2O,

MgOHCl + NaOH         Mg(OH)2 + NaCl,

MgOH++ OH-         Mg(OH)2,

CuCl2 + 2NaOH       Cu(OH)2 + 2NaCl,

Cu2++ 2O‑      Cu(OH)2,

NH4NO3+ KOH       KNO3 + NH3 H2O,

NH+4 + OH-         NH3 + H2O,

СаС12(конц.) + 2NaOH      Ca(OH)2 + 2NaCl,

Ca2++2OH-        Ca(OH)2,

NH4Cl(p-p) + KOH(p-p)      t     KCl(p-p) + NH3 + H2O,

NH+4 + OH     t    NH3 + H2O.

Щелочи взаимодействуют с некоторыми металлами и не­металлами:

2КOН + 2А1 + 6Н2O      2К[А1(ОН)4] + ЗН2,

2NaOH + Zn+ 2Н2O       Na2[Zn(OH)4] + Н2,

6КОН + ЗС12      t    5КС1 + КСlO3 + ЗН2O,

2NaOH + Si+ H2O       Na2SiO3 + 2Н2,

2NaOH + 2Р+ Н2O     t    Na2HPO3 + PH3.

Гидроксиды щелочных металлов реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами:

А12O3+ 2КOН+ ЗН2O        2К[А1(ОН)4],

А12O3+ 2OН-+ ЗН2O      2[А1(ОН)4]-,

Zn(OH)2+ 2NaOH        Na2[Zn(OH)4],

Zn(OH)2+ 2OН-          [Zn(OH)]2-.

Сравнительно реже для получения щелочей используют способы, основанные на обменных реакциях:

Na2CO3 + Са(ОН)2        СаСO3 + 2NaOH,

Li2SO4 + Ва(ОН)2        BaSO4 + 2LiOH.

 
В избранное