Получение и химические свойства неорганических Кислот

Получение кислот

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота.

кислотный оксид + вода = кислота

Например, оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:

SO3 + H2O → H2SO4

При этом оксид кремния (IV) с водой не реагирует:

SiO2 + H2O ≠

Поэтому можно получить из солей кремневой кислоты

Na2 SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3

2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.

Неметалл + водород = бескислородная кислота

Например, хлор реагирует с водородом:

H20 + Cl20 → 2H+Cl

3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих кислот.

Например, электролиз раствора сульфата меди (II):

2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + 2H2SO4 + O2

4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.

Например: карбонат кальция CaCO3 (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой. При этом образуется боле слабая угольная кислота.

CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O + CO2

Соль слабой кремниевой кислоты + сильная соляная кислота, получается слабая кремниевая кислота

Na2 SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3

5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями. 4N+4O2 + 2H2O + O2 = 4HN+5O3

Например, концентрированная азотная кислота окисляет фосфор, S, C, I2 до cоответствующих кислот:

P + 5HNO3H3PO4 + 5NO2 + H2O

S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

I2 + 10HNO3(конц.) (t)→ 2HIO3 + 10NO2↑ + 4H2O

C + 4HNO3(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 4NO2↑

Химические свойства кислот

1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н+ и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.

Например, соляная кислота диссоциирует почти полностью:

HCl → H+ + Cl

Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:

HCl + H2O → H3O+ + Cl

Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.

Например, сернистая кислота диссоциирует в две ступени:

H2SO3 ↔ H+ + HSO3

HSO3↔ H+ + SO32–

Фосфорная кислота диссоциирует в 3 ступени:

Н3PO4 H+ + H2PO4

H2PO4H+ + HPO42

HPO42 H+ + PO43

2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет,

метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.

3. Кислоты взаимодействуют с металлами.

При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.

К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2SO4, фосфорная кислота H3PO4, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.

Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:

Олимпиады: Химия 7 - 11 классы

Содержимое разработки

Кислоты. Cпособы получения и химические свойства

Кислоты – сложные вещества, которые при взаимодействии с водой образуют в качестве катионов только ионы Н+ (или Н3О+).

По растворимости в воде кислоты можно поделить на растворимые и нерастворимые. Некоторые кислоты самопроизвольно разлагаются и в водном растворе практически не существуют (неустойчивые).

Получение кислот

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота. 

кислотный оксид + вода = кислота

Напримероксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:

SO3  +  H2O  →  H2SO4

При этом оксид кремния (IV)  с водой не реагирует:

SiO2  +  H2O ≠

Поэтому можно получить из солей кремневой кислоты

Na2 SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3

2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.

Неметалл + водород = бескислородная кислота

Напримерхлор реагирует с водородом:

H20 + Cl20 → 2H+Cl

3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих  кислот. 

Например, электролиз раствора сульфата меди (II):

2CuSO4 + 2H2O  →  2Cu + 2H2SO4  +  O2

4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.

Например: карбонат кальция CaCO3  (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой. При этом образуется боле слабая угольная кислота.

CaCO3 + H2SO4  →  CaSO4 + 2H2O + CO2

Соль слабой кремниевой кислоты + сильная соляная кислота , получается слабая кремниевая кислота

Na2 SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3


5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями. 4N+4O2 + 2H2O + O2 = 4HN+5O3

Например, концентрированная азотная кислота окисляет фосфор, S, C, I2 до cоответствующих кислот:

+ 5HNO3  →  H3PO4  + 5NO2  + H2O

S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

I2  + 10HNO3(конц.)  (t)→ 2HIO3 + 10NO2↑ + 4H2O

C + 4HNO3(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 4NO2

Химические свойства кислот

1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н+ и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.

Например, соляная кислота диссоциирует почти полностью:

HCl  →  H +  Cl

Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:

HCl  + H2O  →  H3O +  Cl

Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.

Например, сернистая кислота диссоциирует в две ступени:

H2SO3  ↔ H+ + HSO3

HSO3– ↔ H+ + SO32–

Фосфорная кислота диссоциирует в 3 ступени:

Н3PO4 H+ + H2PO4

H2PO4H+ + HPO42

HPO42 H+ + PO43

2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, 

метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.

3Кислоты взаимодействуют с металлами.

При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.

К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2SO4, фосфорная кислота H3PO4, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.

Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:

При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород:

минеральная кислота + металл = соль + H2

Напримержелезо взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):

Fe + 2H+Cl  →  Fe+2Cl2 + H20

Cu + H+Cl    

Сероводородная кислота H2S, угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и кремниевая H2SiO3 с металлами не взаимодействуют.

Кислоты-окислители (азотная кислота HNO3 любой концентрации и серная концентрированная кислота H2SO4(конц)) при взаимодействии с металлами водород не образуют, т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными.

Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

Fe + 6HNO3(конц.)  t Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2

Ag + 2HNO3(конц.) → AgNO3 + H2O + NO2

2P + 5H2SO4 конц → 2H3PO4 + 5SO2 ↑+ 2H2O

2B + 3H2SO4 конц → 2H3BO3 + 3SO2 ↑

S + 2H2SO4 конц3SO2 ↑+ 2H2O

Угольная кислота не образуется – получается углекислый газ:

C + 2H2SO4 конц → CO2 ↑ + 2SO2 ↑+ 2H2O

4Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами.

С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.

нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода

 Cu(OH)2 + 2HBr  →  CuBr2 + 2H2O

основный оксид + растворимая кислота = соль + вода

 CuO + 2HBr  →  CuBr2 + H2O

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.

Cu(OH)2 + H2SiO3 ≠

С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.

2KOH + H2SiO3 = K2 SiO3 + 2 Н2О

Реакция возможна, только если хотя бы один реагент сильный или кислота растворимая!

То есть нерастворимые основания не реагируют с летучими и или неустойчивыми кислотами


Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами — и сильными, и слабыми. При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации. 

Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты.

Например, гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: фосфаты, дигидрофосфаты,  или гидрофосфаты.

В избытке щёлочи образуется средняя соль (фосфат) и вода:

щёлочь(избыток)+ кислота = средняя соль + вода

соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 3NaOH  +  H3PO4  →  Na3PO4 + 3H2O

щёлочь + многоосновная кислота(избыток) = кислая соль + вода

(соотношении количеств веществ) реагентов 1:1 образуется дигидрофосфат.

. NaOH  +  H3PO4  →   NaH2PO4 + H2O

соотношении количества щелочи и кислоты 2:1 образуются гидрофосфаты:

2NaOH  +  H3PO4  →  Na2HPO4 + 2H2O

5.Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

Растворимая кислота + амфотерный оксид  = соль + вода

3H2SO4 + Al2O3 = Al2(SO4)3 +3 H2O

Растворимая кислота + амфотерный гидроксид  = соль + вода

Например, уксусная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия:

3CH3COOH + Al(OH)3  →  (CH3COO)3Al + 3H2O

6Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления, которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H2SO3  и др.).

Например, йодоводород можно окислить хлоридом меди (II), а азотистую кислоту перманганатом калия:

2HI— + 2Cu+2 Cl2 → 2HCl  +  2Cu+Cl + I20

2HI— + 2Fe+3 Cl3 → 2HCl  +  2Fe2+Cl2I20

5HNO2   +   2HMnO4  →   2Mn(NO3)2   +   HNO  +   3H2O

5 HNO2  + 2 KMnO4+ 3 H2SO4  2 MnSO4 + K2SO4  + 5 HNO3 + 3 H2O

7Кислоты взаимодействуют с солями.

Кислоты реагируют с растворимыми солями только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит. Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

Кислота1 + растворимая соль1 = соль2 + кислота2/оксид + вода

Например, соляная кислота взаимодействует с нитратом серебра в растворе:

Ag+NO3 + H+Cl → Ag+Cl↓ + H+NO3

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O  + CO2

Кислоты реагируют и с нерастворимыми солями. При этом более сильные кислоты  вытесняют менее сильные кислоты из солей.

Например,  карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):

CaCO3 + 2HCl → CaCl+ H2O  + CO2

Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей.

кислая соль1 + кислота1 = средняя соль2 + кислота2/оксид + вода

Например, гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:

KHCO3 + HCl →  KCl  +  CO2 + H2O

5. Кислоты взаимодействуют со своими средними и кислыми и основными солями.

Средние соли реагируют с кислотами с образованием кислых солей

Например: сероводородная кислота реагирует с сульфидом натрия с образованием гидросульфида

H2S + Na2S =2 NaHS

NaCl + HCl ≠

Кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей. 

Например: гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:

H3PO4 +  K2HPO4  →  2KH2PO4 

При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.

Например, гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте:

2H2SO4 +  (CuOH)2CO3  →  2CuSO4  + 3H2O  +  CO2

Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.

Например, гидроксохлорид алюминия взаимодействет с соляной кислотой:

Al(OH)Cl2 +  HCl  →  AlCl3  + H2

7. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.

Угольная H2CO3, сернистая H2SOи азотистая HNO2 кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:

H2CO3     H2O + CO2

H2SO3     H2O + SO2

2HNO2    NO + H2O + NO2

Кремниевая H2SiO3, йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:

H2SiO3  →   H2O + SiO2

2HI    H2  +  I2

Азотная кислота HNO3 разлагается при нагревании или на свету:

4HNO3    O2 + 2H2O + 4NO2

 


Получите свидетельство о публикации сразу после загрузки работы



Получите бесплатно свидетельство о публикации сразу после добавления разработки


Комплекты учителю



Качественные видеоуроки, тесты и практикумы для вашей удобной работы


Подробнее

Вебинары для учителей



Бесплатное участие и возможность получить свидетельство об участии в вебинаре.


Подробнее