Амфотерные гидроксиды, их химические свойства: взаимодействие с кислотами, щелочами, разложение при нагревании

Страницы

Главная страница
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ
1.1 Важнейшие классы неорганических веществ
2.1 Вещества. Атомы
2.2 Размеры атомов
2.3 Молекулы. Химические формулы
2.4 Простые и сложные вещества
2.5 Валентность элементов
2.6 Моль. Молярная масса
2.7 Закон Авогадро
2.8 Закон сохранения массы веществ
2.9 Вывод химических формул
3.1 Строение атома. Химическая связь
3.2 Строение атома
3.4 Строение электронной оболочки атома
3.5 Периодическая система химических элементов
3.6 Зависимость свойств элементов
3.7 Химическая связь и строение вещества
3.8 Гибридизация орбиталей
3.9 Донорно-акцепторный механизм образования
3.10 Степени окисления элементов
4.1 Классификация химических реакций
4.2 Тепловые эффекты реакций
4.3 Скорость химических реакций
4.4 Необратимые и обратимые реакции
4.5 Общая классификация химических реакций
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
5.1 Растворы. Электролитическая диссоциация
5.2 Количественная характеристика состава растворов
5.3 Электролитическая диссоциация
5.4 Диссоциация кислот, оснований и солей
5.5 Диссоциация воды
5.6 Реакции обмена в водных растворах электролитов
5.7 Гидролиз солей
6.1 Важнейшие классы неорганических веществ
6.2 Кислоты, их свойства и получение
6.3 Амфотерные гидроксиды
6.4 Соли, их свойства и получение
6.5 Генетическая связь между важнейшими классами
6.6 Понятие о двойных солях
7.1 Металлы и их соединения
7.2 Электролиз
7.3 Общая характеристика металлов
7.4 Металлы главных подгрупп I и II групп
7.5 Алюминий
7.6 Железо
7.7 Хром
7.8 Важнейшие соединения марганца и меди
8.1 Неметаллы и их неорганические соединения
8.2 Водород, его получение
8.3 Галогены. Хлор
8.4 Халькогены. Кислород
8.5 Сера и ее важнейшие соединения
8.6 Азот. Аммиак. Соли аммония
8.7 Оксиды азота. Азотная кислота
8.8 Фосфор и его соединения
8.9 Углерод и его важнейшие соединения
8.10 Кремний и его важнейшие соединения
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
9.1 Основные положения органической химии. Углеводороды
9.2 Электронные эффекты заместителей в органических соединениях
9.3 Предельные углеводороды (алканы)
9.3.1 Насыщенные УВ. Метан
9.4 Понятие о циклоалканах
9.5 Непредельные углеводороды
9.6 Диеновые углеводороды (алкадиены)
9.7 Алкины
9.8 Ароматические углеводороды
9.9 Природные источники углеводородов
10.1 Кислородсодержащие органические соединения
10.2 Фенолы
10.3 Альдегиды
10.4 Карбоновые кислоты
10.5 Сложные эфиры. Жиры
10.6 Понятие о поверхностно-активных веществах
10.7 Углеводы
11.1 Амины. Аминокислоты
11.2 Белки
11.3 Понятие о гетероциклических соединениях
11.4 Нуклеиновые кислоты
12.1 Высокомолекулярные соединения
12.2 Синтетические волокна

ГЛАВА 4. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома§28. Естественные семейства химических элементов. Амфотерность. Часть I

Задание №1

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ − это элементы IА−группы. К ним относятся: _

Ответ:

Щелочные металлы − это элементы IА−группы. К ним относятся: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.

Задание №2

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ − это элементы IIА−группы. К ним относится: _

Ответ:

Щелочноземельные металлы − это элементы IIА−группы. К ним относится: бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий.

Задание №3

_ _ _ _ _ _ _ _ − это элементы VIIА−группы. К ним относятся: _

Ответ:

Галогены − это элементы VIIА−группы. К ним относятся: фтор, хлор, бром, йод, астат.

Задание №4

Благородные, или _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ − это элементы VIIIА−группы. К ним относятся: _

Ответ:

Благородные, или инертные, газы − это элементы VIIIА−группы. К ним относятся: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.

Задание №5

Оформите схему «Классификация Берцелиуса».

Ответ:

Задание №6

Амфотерность − это _

Ответ:

Амфотерность — это свойство веществ проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы второго реагента, принимающего участие в реакции.

Задание №7

Амфотерные оксиды (примеры): _ Амфотерные оксиды взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами: $ZnO + H_{2}SO_{4}$ = _ + _ $Al_{2}O_{3} + HNO_{3}$ = _ + _ $ZnO + NaOH$ = _ + _ $Al_{2}O_{3} + KOH$ = _ + _

Ответ:

Амфотерные оксиды (примеры): $Cr_{2}O_{3}, BeO, ZnO$ Амфотерные оксиды взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами: $ZnO + H_{2}SO_{4}$ = $ZnSO_{4} + H_{2}O$ $Al_{2}O_{3} + 6HNO_{3}$ = $2Al(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O$ $ZnO + 2NaOH$ = $Na_{2}ZnO_{2} + H_{2}O$ $Al_{2}O_{3} + 2KOH$ = $2KAlO_{2} + H_{2}O$

Задание №8

Амфотерные гидроксиды (примеры): _ Такие гидроксиды взаимодействуют как и с кислотами, так и со щелочами: $Zn(OH)_{2} + H_{2}SO_{4}$ = _ + _ $Al(OH)_{3} + HNO_{3}$ = _ + _ $\underset{или\;(H_{2}ZnO_{2})}{Zn(OH)_{2}}$ + NaOH = _ + _ $\underset{или\;(H_{3}AlO_{3})}{Al(OH)_{3}}$ + KOH = _ + _

Ответ:

Амфотерные гидроксиды (примеры): $Al(OH)_{3}, Zn(OH)_{2}, Cr(OH)_{3}, Be(OH)_{2}$ Такие гидроксиды взаимодействуют как и с кислотами, так и со щелочами: $Zn(OH)_{2} + H_{2}SO_{4}$ = $ZnSO_{4} + 2H_{2}O$ $Al(OH)_{3} + 3HNO_{3}$ = $Al(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O$ $\underset{или\;(H_{2}ZnO_{2})}{Zn(OH)_{2}}$ + 2NaOH = $Na_{2}ZnO_{2} + 2H_{2}O$ $\underset{или\;(H_{3}AlO_{3})}{Al(OH)_{3}}$ + KOH = $KAlO_{2} + 2H_{2}O$

Задание №9

Комплексные соли − это _ Комплексные соли (примеры): _

Ответ:

Комплексные соли − это необычная соль: с металлом в ней связан сложный остаток, который в формуле заключён в квадратные скобки. Комплексные соли (примеры): $Na, Na_{2}$.

Назад
Вперед

Определение амфотерных гидроксидов

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства как основных, так и кислотных гидроксидов в зависимости от среды.

Гидроксид алюминия как кислота и как основание

Большинство металлов периодической системы могут образовывать амфотерные гидроксиды, чаще всего это гидроксиды металлов в степени окисления «+2» и «+3», а также, теоретически, гидроксиды металлов в степени окисления «+4», хотя большинство из них не выделены (для них существуют только соответствующие соли). Подробнее о классификации гидроксидов можно прочитать в статье «Классификация гидроксидов и оснований»

Химические свойства амфотерных гидроксидов

Как уже было сказано выше, амфотерные гидроксиды ведут себя как типичные основания при реакции с кислотами:

Be(OH)₂ + 2HBr = BeBr₂ + 2H₂O

Al(OH)₃ + 3HI = AlI₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2H₂O

2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

Cr(OH)₃ + 3HClO₄ = Cr(ClO₄)₃ + 3H₂O

Амфотерные гидроксиды реагируют с твёрдыми щелочами при сплавлении и с растворами концентрированных щелочей:

При сплавлении:

Be(OH)₂ + 2NaOH₍_тв₎= Na₂BeO₂ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + Ca(OH)₂₍_тв₎= CaZnO₂ + 2H₂O

Al(OH)₃ + KOH₍_тв₎= KAlO₂ + 2H₂O

2Fe(OH)₃ + Ba(OH)₂₍_тв₎= Ba(FeO₂)₂ + 4H₂O

В растворах щелочей:

Be(OH)₂ + 2NaOH₍_тв₎= Na₂[Be(OH)₄]

Zn(OH)₂ + Ca(OH)₂₍_тв₎= Ca[Zn(OH)₄]

Al(OH)₃ + KOH₍_тв₎= K[Al(OH)₄]

2Fe(OH)₃ + 3Ba(OH)₂₍_тв₎= Ba₃[Fe(OH)₆]₂

О том, какие анионы характерны для амфотерных оксидов и гидроксидов, Вы можете прочитать в статье «Амфотерные оксиды. Получение, химические свойства, образование средних и комплексных»

Амфотерные гидроксиды взаимодействуют с солями, образованными щелочным металлом и анионом, с которым «амфотерный металл» не может образовать существующую или устойчивую соль (для алюминия это сульфиты, сульфиды, карбонаты, нитриты, ацетаты и силикаты). Информация о том, существует ли соль или мгновенно разлагается в водных растворах, можно получить из таблицы растворимости:

Al(OH)₃ + Na₂S + H₂O = Na[Al(OH)₄] + NaHS

Cr(OH)₃ + Na₂SO₃ + H₂O = Na[Cr(OH)₄] + NaHSO₃

Fe(OH)₃ + Na₂CO₃ + H₂O = Na[Fe(OH)₄] + NaHCO₃

Амфотерные гидроксиды разлагаются при нагревании на воду и соответствующих оксид (степень окисления металла в исходном гидроксиде и в полученном оксиде одинаковая):

2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O

Be(OH)₂ = BeO + H₂O

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Получение амфотерных гидроксидов

Напрямую, растворением соответствующего оксида в воде, амфотерный гидроксид получить нельзя из-за низкой растворимости в воде амфотерных оксидов. Поэтому амфотерные гидроксиды получают в основном из солей.

Действием раствора щелочи на растворимую соль, содержащую металл, соединения котного могут проявлять амфотерность:

AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃↓ + 3NaCl

Fe₂(SO₄)₃ + 6KOH = 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄

Be(NO₃)₂ + Ba(OH)₂ = Be(OH)₂↓ + Ba(NO₃)₂

ZnBr₂ + Ca(OH)₂ = Zn(OH)₂↓ + CaBr₂

В этих реакциях не используют концентрированный раствор щелочи и большие избытки растворов щелочи, иначе образуются не амфотерные гидроксиды, а комплексные соединения:

AlCl₃ + 4NaOH_(конц) = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Fe₂(SO₄)₃ + 12KOH_(конц) = 2K₃[Fe(OH)₆] + 3K₂SO₄

Be(NO₃)₂ + 2Ba(OH)₂_(конц) = Ba[Be(OH)₄] + Ba(NO₃)₂

ZnBr₂ + 2Ca(OH)₂_(конц) = Ca[Zn(OH)₄] + CaBr₂

Зависимость продукта от количества взятой щелочи можно выразить следующей схемой:

Амфотерные гидроксиды получают действием на растворы солей, содержащих «амфотерный» металл аммиака:

AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O = Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

Fe₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄

Be(NO₃)₂ + 2NH₃ + 2H₂O = Be(OH)₂↓ + 2NH₄NO₃

ZnBr₂ + 2NH₃ + 2H₂O = Zn(OH)₂↓ + 2NH₄Br

Амфотерные гидроксиды получают действием на раствор соли, содержащей «амфотерный» металл растворов солей, содержащих анион, с которым амфотерный металл не образует существующих солей или соли гидролизуются в водной среде:

AlCl₃ + Na₂SiO₃ + H₂O = Al(OH)₃ + NaCl + H₂SiO₃↓

Амфотерные гидроксиды можно получить действием разбавленных кислот на гидроксокомплексы:

Na[Al(OH)₄] + HCl = NaCl + H₂O + Al(OH)₃↓

K₃[Fe(OH)₆] + 3HBr = 3KBr + 3H₂O + Fe(OH)₃↓

Na₂[Be(OH)₄] + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O + Be(OH)₂↓

Ca[Zn(OH)₄] + 2HClO₄ = Ca(ClO₄)₂ + 2H₂O + Zn(OH)₂↓

Если использовать избыток кислоты, то образуется не амфотерный гидроксид, а соль, так как избыток кислоты растворяет гидроксид:

Na[Al(OH)₄] + 4HCl = NaCl + 4H₂O + AlCl₃

K₃[Fe(OH)₆] + 6HBr = 3KBr + 6H₂O + FeBr₃

Na₂[Be(OH)₄] + 2H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 4H₂O + BeSO₄

Ca[Zn(OH)₄] + 4HClO₄ = Ca(ClO₄)₂ + 4H₂O + Zn(ClO₄)₂

Амфотерные гидроксиды можно получить действием газа на гидроксоалюминаты, гидроксоферриты и гидроксохромиты:

2Na[Al(OH)₄] + CO₂ = Na₂CO₃ + 2Al(OH)₃↓ + H₂O

2Na₃[Fe(OH)₆] + 3CO₂ = 3Na₂CO₃ + 2Fe(OH)₃↓ + 3H₂O

Получение амфотерных гидроксидов

Действием раствора щелочи на растворимую соль, содержащую металл, соединения котного могут проявлять амфотерность:

AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃↓ + 3NaCl

Fe₂(SO₄)₃ + 6KOH = 2Fe(OH)₃↓ + 3K₂SO₄

Be(NO₃)₂ + Ba(OH)₂ = Be(OH)₂↓ + Ba(NO₃)₂

ZnBr₂ + Ca(OH)₂ = Zn(OH)₂↓ + CaBr₂

AlCl₃ + 4NaOH_(конц) = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Fe₂(SO₄)₃ + 12KOH_(конц) = 2K₃[Fe(OH)₆] + 3K₂SO₄

Be(NO₃)₂ + 2Ba(OH)₂_(конц) = Ba[Be(OH)₄] + Ba(NO₃)₂

ZnBr₂ + 2Ca(OH)₂_(конц) = Ca[Zn(OH)₄] + CaBr₂

Зависимость продукта от количества взятой щелочи можно выразить следующей схемой:

Амфотерные гидроксиды получают действием на растворы солей, содержащих «амфотерный» металл аммиака:

AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O = Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

Fe₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄

Be(NO₃)₂ + 2NH₃ + 2H₂O = Be(OH)₂↓ + 2NH₄NO₃

ZnBr₂ + 2NH₃ + 2H₂O = Zn(OH)₂↓ + 2NH₄Br

Амфотерные гидроксиды получают действием на раствор соли, содержащей «амфотерный» металл растворов солей, содержащих анион, с которым амфотерный металл не образует существующих солей или соли гидролизуются в водной среде:

AlCl₃ + Na₂SiO₃ + H₂O = Al(OH)₃ + NaCl + H₂SiO₃↓