H2so4 nahco3 признак реакции

Серная кислота

Серная кислота

Строение молекулы и физические свойства

Серная кислота H2SO4 – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.

Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.

Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Способы получения

1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS2.

Основные стадии получения серной кислоты :

Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):

Аппарат Назначение и уравнения реакций
Печь для обжига 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Измельченный очищенный пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащенный кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800 о С

Циклон Из печи выходит печной газ, который состоит из SO2, кислорода, паров воды и мельчайших частиц оксида железа. Такой печной газ очищают от примесей. Очистку печного газа проводят в два этапа. Первый этап — очистка газа в циклоне. При этом за счет центробежной силы твердые частички ссыпаются вниз.
Электрофильтр Второй этап очистки газа проводится в электрофильтрах. При этом используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра).
Сушильная башня Осушку печного газа проводят в сушильной башне – снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льется концентрированная серная кислота.
Теплообменник Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата.
Контактный аппарат 2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q

В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3):

Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоев катализатора, начинается процесс окисления SO2 в SO3. Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.

Поглотительная башня Получение H2SO4 протекает в поглотительной башне.

Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3.

Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Общие научные принципы химического производства:

Химические свойства

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO4 – ⇄ H + + SO4 2–

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Еще пример : при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.). Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Или с силикатом натрия:

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

4. Т акже серная кислота вступает в обменные реакции с солями.

5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

Источник

Карбонат натрия: способы получения и химические свойства

Карбонат натрия Na2CO3 — соль щелочного металла натрия и угольной кислоты. Белое вещество, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается.

Относительная молекулярная масса Mr = 105,99; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,539; tпл = 851º C;

Способ получения

1. Карбонат натрия можно получить путем взаимодействия оксида натрия и углекислого газа:

2. В результате взаимодействия концентрированного раствора гидроксида натрия и углекислого газа образуется карбонат натрия и вода:

3. При взаимодействии гидрокарбоната натрия и концентрированного раствора гидроксида натрия образуется карбонат натрия и вода:

Качественная реакция

Качественная реакция на карбонат натрия — взаимодействие его с раствором сильных кислот. В результате реакции происходит бурное выделение углекислого газа, образование которого можно проверить, если пропустить его через известковую воду, которая мутнеет из-за образования осадка:

1. При взаимодействии с хлороводородной кислотой, карбонат натрия образует хлорид натрия, углекислый газ и воду:

2. Взаимодействуя с серной кислотой, карбонат натрия образует углекислый газ и воду, а также сульфат натрия:

Химические свойства

1. Карбонат натрия может реагировать с простыми веществами :

Na2CO3 + 2C(кокс) = Na + 3CO

1.2. С хлором концентрированный и горячий раствор карбоната натрия реагирует с образованием хлорида натрия, хлората натрия и углекислого газа:

2. Карбонат натрия вступает в реакцию со многими сложными веществами :

2.1. Насыщенный карбонат натрия реагирует при 30–40º C с водой и углекислым газом, образуя осадок гидрокарбоната натрия:

2.2. Карбонат натрия может реагировать с насыщенным гидроксидом кальция с образованием гидроксида натрия и карбоната кальция:

2.3. При взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой карбонат натрия образует хлорид натрия, углекислый газ и воду:

Источник

Уроки по неорганической химии для подготовки к ЕГЭ

Свойства простых веществ:

Свойства сложных веществ:

Особенности протекания реакций:

Теория по заданию 25. Качественные реакции в неорганической химии

Рассмотрим некоторые наиболее часто встречающиеся случаи:

1. Среда раствора

3) H2SiO3 является очень слабой нерастворимой в воде кислотой, поэтому она не изменяет окраску индикаторов.

2. Как отличить металлы различной активности

Например, щелочные и щелочноземельные металлы можно отличить от других металлов реакцией с водой. Первые реагируют быстро и очень бурно в обычных условиях:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 (в обычных условиях)
3Fe + 4H2O → без нагревания реакция не идет.

3. Как отличить оксиды щелочных и щелочноземельных металлов от оксидов других металлов

Оксиды Ш и ЩЗ металлов реагируют с водой в обычных условиях:
Na2O + H2O → 2NaOH
ZnO + H2O → реакция не идет

4. Как отличить кислоты-окислители от кислот-неокислителей

В отличие от обычных кислот кислоты-окислители реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода:

HCl + Cu → реакция не идет
4HNO3(к) + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (выделение бурого газа)

5. Как отличить соли слабой и сильной кислот

В этом случае часто берут соль угольной или кремниевой кислот. В реакциях этих солей с сильными кислотами выделяется газ или выпадает осадок:

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
Na2S + 2HCl → 2NaCl + H2S
Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3
Na2SO4 + HCl → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).

BaSO3 + 2HCl → BaCl2 + SO2 + H2O
BaSO4 + HCl → реакция не идет (газ или более слабая кислота не образуются)

6. Как отличить соли слабого и сильного основания

Zn(NO3)3 + 3NaOH → Zn(OH)2 + 3NaNO3
NH4NO3 + NaOH → NH3 + NaNO3 + H2O
KNO3 + KOH → реакция не идет (газ или более слабая кислота не образуются)

7. Как отличить соли двух металлов, один из которых образует амфотерные соединения (например, Zn, Be, Al и др.)

Часто реагентом, которым можно отличить эти типы солей, является щелочь

8. Как отличить гидроксиды двух металлов, один из которых образует амфотерные соединения (например, Zn, Be, Al и др.)

Этим реагентом является щелочь

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4] (растворение осадка)
Mg(OH)2 + NaOH → реакция не идет.

9. Как отличить соли двух металлов, один из которых образует малорастворимые или нерастворимые гидроксиды:

Часто реагентом, которым можно отличить эти типы солей, является щелочь

KNO3 + KOH → реакция не идет (газ или более слабая кислота не образуются)
Ca(NO3)2 + 2KOH → Ca(OH)2 + 2KNO3

10. Как отличить соль и кислоту

1) с металлом (выделение водорода в реакциях с кислотами-неокислителями)

KCl + Fe → реакция не идет
2HCl + Fe → FeCl2 + H2

2) с кислыми карбонатами или сульфитами (выделение газа)

HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O
KCl + NaHCO3 → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).

11. Как отличить кислую соль от средней

Кислые соли слабых кислот, например гидрокарбонаты, реагируют с сильными кислотами с выделением газа:

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
NaNO3+ HCl → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).

12. Как отличить кислоту от воды

1) Индикатором, например, лакмус в кислой среде становится красным.

2) Если кислота сильная, то можно добавить соль слабой кислоты (например, Na2CO3, NaHCO3), чтобы выделился газ:
2HNO3 + Na2CO3 → 2NaNO3 + CO2 + H2O
H2O + Na2CO3 → растворение соли, видимых признаков нет.

13. Как отличить растворимую соль от щелочи

Провести реакцию ионного обмена с образованием осадка или газа, например:
2KOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2KCl
NaCl + CuCl2 → реакция не идет, так как ни газ, ни осадок, ни малодиссоциирующее соединение не образуется.

14. Как распознать присутствие фосфатов

AlCl3 + Na3PO4 → AlPO4 + 3NaCl
3LiCl + Na3PO4 → Li3PO4 + 3NaCl
KCl + Na3PO4&nbsp → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).

15. Как распознать присутствие сульфатов

Сульфаты можно отличить от других солей в реакции с растворимой солью бария, так как в результате выпадает белый осадок BaSO4:

MgSO4 + Ba(NO3)2 → BaSO4 + Mg(NO3)2
MgCl2 + Ba(NO3)2 → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).

16. Как распознать присутствие солей аммония

(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
Na2SO4 + NaOH → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).

17. Как распознать присутствие галогенид-ионов

в реакции с растворимой солью серебра

AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl (осадок белого цвета)
AgNO3 + NaBr → NaNO3 + AgBr (осадок желтого цвета)
AgNO3 + NaI → NaNO3 + AgI (осадок ярко-желтого цвета)

18. Как распознать присутствие катионов серебра Ag +

1) в реакции растворимой соли серебра с щелочью
2AgNO3 + 2KOH → 2KNO3 + Ag2O + H2O (в осадок выпадает черный Ag2O)

2) в реакции растворимой соли с галогенидами (также растворимыми)

AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl (осадок белого цвета)
AgNO3 + NaBr → NaNO3 + AgBr (осадок желтого цвета)
AgNO3 + NaI → NaNO3 + AgI (осадок ярко-желтого цвета)

19. Как распознать присутствие катионов лития Li +

3LiOH + Na3PO4 → Li3PO4 + 3NaOH (в осадок выпадает белый Li3PO4)

20. Как распознать присутствие аммиака NH3

Аммиак образует с ионами Cu 2+ комплексные анионы фиолетового цвета: CuCl2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]Cl2.

21. Галогены

I2 + крахмал → синее окрашивание.

Источник

Гидролиз

Темы кодификатора ЕГЭ: Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, основная и щелочная.

Гидролиз – взаимодействие веществ с водой. Гидролизу подвергаются разные классы неорганических и органических веществ: соли, бинарные соединения, углеводы, жиры, белки, эфиры и другие вещества. Гидролиз солей происходит, когда ионы соли способны образовывать с Н + и ОН — ионами воды малодиссоциированные электролиты.

Гидролиз солей может протекать:

обратимо : только небольшая часть частиц исходного вещества гидролизуется.

необратимо : практически все частицы исходного вещества гидролизуются.

Для оценки типа гидролиза необходимо рассмотреть соль, как продукт взаимодействия основания и кислоты. Любая соль состоит из металла и кислотного остатка. Металлы соответствует основание или амфотерный гидроксид (с той же степенью окисления, что и в соли), а кислотному остатку — кислота. Например, карбонату натрия Na2CO3 соответствует основание — щелочь NaOH и угольная кислота H2CO3.

Обратимый гидролиз солей

Механизм обратимого гидролиза будет зависеть от состава исходной соли. Можно выделить 4 основных варианта, которые мы рассмотрим на примерах:

CH3COONa + HOH ↔ CH3COOH + NaOH

CH3COO — + Na + + HOH ↔ CH3COOH + Na + + OH —

сокращенное ионное уравнение:

CH3COO — + HOH ↔ CH3COOH + OH —

Гидролиз солей многоосновных кислот (H2CO3, H3PO4 и т.п.) протекает ступенчато, с образованием кислых солей:

CO3 2- + HOH ↔ HCO3 2- + OH —

или в молекулярной форме:

или в молекулярной форме:

Продукты гидролиза по первой ступени подавляют вторую ступень гидролиза, в результате вторая ступень гидролиза протекает незначительно.

или в молекулярной форме:

Соли, образованные многокислотными основаниями, гидролизуются ступенчато, образуя катионы основных солей. Например:

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H +

FeCl3 + HOH ↔ FeOHCl2 + H Cl

FeOH 2+ + HOH ↔ Fe(OH)2 + + H +

FeOHCl2 + HOH ↔ Fe(OH)2Cl+ HCl

Fe(OH)2 + + HOH ↔ Fe(OH)3 + H +

Fe(OH)2Cl + HOH ↔ Fe(OH)3 + HCl

Гидролиз по второй и, в особенности, по третьей ступени практически не протекает при комнатной температуре.

Сведем вышеописанную информацию в общую таблицу:

Необратимый гидролиз

Необратимый гидролиз происходит, если при гидролизе выделяется газ, осадок или вода, т.е. вещества, которые при данных условиях не могут взаимодействовать между собой. Необратимый гидролиз является химической реакцией, т.к. реагирующие вещества взаимодействуют практически полностью.

Варианты необратимого гидролиза:

! Исключения: (соли Ca, Sr, Ba и Fe 2+ ) – в этом случае получим обычный обменный процесс:

МеCl2 + Na2CO3 = МеCO3 + 2NaCl (Ме – Fe, Ca, Sr, Ba).

Соли Fe 3+ при взаимодействии с карбонатами также при смешивании в растворе (взаимном гидролизе) образуют осадок гидроксида и газ:

! Исключения: при взаимодействии солей трехвалентного железа с сульфидами реализуется окислительно-восстановительная реакция:

2FeCl3 + 3K2S(изб) = 2FeS + S↓ + 6KCl (при избытке сульфида калия)

При взаимодействии солей трехвалентного железа с сульфитами также реализуется окислительно-восстановительная реакция.

Полные уравнения таких реакций выглядят довольно сложно. Поначалу я рекомендую составлять такие уравнения в 2 этапа: сначала составляем обменную реацию без участия воды, затем разлагаем полученный продукт обменной реакции водой. Сложив эти две реакции и сократив одинаковые вещества, мы получаем полное уравнение необратимого гидролиза.

3. Гидролиз галогенангидридов и тиоангидридов происходит также необратимо. Галогенангидриды разлагаются водой по схеме ионного обмена (H + OH — ) до соответствующих кислот (в случае водного гидролиза) и солей (в случае щелочного гидролиза). Степень окисления центрального элемента и остальных при этом не изменяется!

Галогенангидрид – это соединение, которое получается, если в кислоте ОН-группу заменить на галоген. При гидролизе галогенангидридов кислот образуются соответствующие данным элементам и степеням окисления кислоты и галогеноводородные кислоты.

Галогенангидриды некоторых кислот:

Кислота Галогенангидриды
H2SO4 SO2Cl2
H2SO3 SOCl2
H2CO3 COCl2
H3PO4 POCl3, PCl5

Тиоангидриды (сульфангидриды) — так называются, по аналогии с безводными окислами (ангидридами), сернистые соединения элементов (например, Sb2S3, As2S5, SnS2, CS2 и т. п.).

при этом возможен кислотный гидролиз, в таком случае образуются соль металла и сероводород:

BiCl3 + H2O = BiOCl + 2HCl,

SbCl3 + H2O = SbOCl + 2HCl.

Алюмокалиевые квасцы:

Степень гидролиза (α) — отношение количества (концентрации) соли, подвергающейся гидролизу, к общему количеству (концентрации) растворенной соли. В случае необратимого гидролиза α≅1.

Факторы, влияющие на степень гидролиза:

1. Температура

Гидролиз — эндотермическая реакция! Нагревание раствора приводит к интенсификации процесса.

Пример : изменение степени гидролиза 0,01 М CrCl3 в зависимости от температуры:

2. Концентрация соли

Чем меньше концентрация соли, тем выше степень ее гидролиза.

Пример : изменение степени гидролиза Na2CO3 в зависимости от температуры:

По этой причине для предотвращения нежелательного гидролиза хранить соли рекомендуется в концентрированном виде.

3. Добавление к реакционной смеси кислоты или щелочи

Изменяя концентрация одного из продуктов, можно смещать равновесие реакции гидролиза в ту или иную сторону.

Источник

Читайте также:  Основные отличительные признаки финансового и управленческого учета