Строение и свойства гидроксидов, солей, оксидов

Задача 165. 
Какие из указанных гидроксидов могут образовать основные соли: а)  Cu(OH)2; б)  Ca(OH)2; в)  LiOH; г)  Al(OH)3; д)  KOH.
Решение:
а) Гидроксид меди (II)  Cu(OH)2 – двухкислотный гидроксид, поэтому может образовать основные соли, например сульфат гидроксомеди (II) или хлорид гидроксомеди (II), например: 

гидроксиды

б) Гидроксид кальция  Ca(OH)2 - двухкислотный гидроксид, поэтому может образовать основные соли, например сульфат гидроксокальция или хлорид гидроксокальция, например: 

гидроксиды

в) Гидроксид лития LiOH - однокислотный гидроксид, поэтому не может образовывать основные соли.

г) Гидроксид алюминия Al(OH)3 – трёхкислотный гидроксид, поэтому может образовывыть одноосновные и двухосновные соли, например: 

гидроксиды

д) Гидроксид калия KOH  - однокислотный гидроксид, поэтому основные соли не образует. 

Ответ: а), б), г).2


Задача 166. 
Ангидридом какой кислоты является Р2О5: а) фосфористой; б) двуфосфорной; в) ортофосфорной?
Решение:
Оксид фосфора Р2О5  является ангидридом ортофосфорной кислоты Н3РО4 и двуфосфорной кислоты Н4Р2О7. При взаимодействии с водой оксид фосфора (V) образует ортофосфорную и полифосфоные кислоты (в кристаллическом состоянии выделена только простейшая двуфосфорная кислота): 

Р2О5 + 3H2O = 2H3PO4;
                                   Р2О5 + 2H2O = 2Н4Р2О7.                                  

Структурная формула ортофосфорной кислоты  H3PO4

гидроксиды

Структурная формула двуфосфорной кислоты  Н4Р2О7

гидроксиды

Таким образом, двуфосфорная кислота представляет собой продукт соединения двух тетраэдров РО4-.

Ангидридом Фосфористой кислоты H3PO3  является оксид фосфора (III) Р2О3, который под действием холодной воды медленно взаимодействует с ней, образуя кислоту: 

Р2О3 + 3H2O = 2H3PO3                               

Ответ: а; б.


Задача 167. 
Ангидридом какой кислоты можно считать С12О7: а) хлорной; б) хлорноватой; в) хлорноватистой?
Решение:
а) Оксид хлора (VII) С12О7 можно считать ангидридом хлорной кислоты HClO4, потому что если нагреть хлорную кислоту в присутствии Р2О5, отнимающим воду, то образуется оксид хлора (VII): 

2HClO4 + P2O5 + 2H2O = 2H3PO4 + Cl2O7 

Оксид хлора (VII) С12О7 c водой не смешивается, их взаимодействие происходит на границе раздела фаз, при этом образуется хлорная кислота: 

С12О7 + H2O = 2HClO4 

В соединениях С12О7 и HClO4 атом хлора находится в своей степени окисления +7.

б) Ангидрид хлорноватой кислоты HClO3 не известен. При действии концентрированной серной кислоты на соль хлорноватой кислоты KClO3 вместо него выделяется жёлто-бурый газ с характерным запахом – оксид хлора (IV) ClO2.

в) Ангидридом хлорноватистой кислоты HOCl можно считать оксид хлора (I) Cl2O, потому что в водных растворах кислоты устанавливается два равновесия: 

HOCl ⇔ H+ + OCl-;
                                          2HOCl ⇔ Cl2O + H2O                                        

Ответ: а).  


Задача 168.  
Какие из приведенных соединений относятся к пероксидам а) NO2; б) K2O2; в) BaO2; г) MnO2?    
Решение:
Пероксидами или перекисями называются соли перекиси водорода Н2О2. Пероксиды состоят из положительно заряжённых ионов металла и отрицательно заряжённых ионов. Степень окисления кислорода в пероксидах равна -1.

а) NO2 – оксид азота (IV). Степень окисления кислорода в данном соединении равна -1, а азота – равна +4. Значит, NO2 – не пероксид.

б) К2О2 – пероксид калия. Степень окисления калия всегда равна +1, значит, степень окисления кислорода в этом соединении будет равна -1. Таким образом, К2О2 – пероксид.

в) ВаО2 – пероксид бария. Степень окисления бария в соединениях всегда  равна +2, значит, степень окисления кислорода в данном соединении равна -1. Таким образом, ВаО2 – пероксид.

г) MnO2 – оксид марганца (IV). Степень окисления атома марганца равна +4, а степень окисления кислорода в данном соединении равна -2, значит, MnO2 – оксид.

Ответ: б), в).


Задача 169. 
В реакции нейтрализации гидроксида калия ортомышьяковой кислотой эквивалентная масса последней оказалась равной 142 г/моль. Какая соль при этом образовалась: а) ортоарсенат калия; б) гидроортоарсенат калия; в) дигидроортоарсенат калия?
Решение:
Мольная масса ортомышьяковой кислоты равнв 142г/моль.
Уравнения реакций образования :

гидроксиды

В реакции а) три иона H+ замещаются на K+ , т.е, N(H+) = 3. Следовательно, согласно формуле fэкв(кислоты) = 1/N(H+)   фактор эквивалентности ортомышьяковой кислоты в реакции а) будет равен fэкв(H3AsO4) = 1/N(H+) = 1/3.  В реакции б) два иона H+ замещаются на K+, т.е, N(H+) =2 и fэкв(H3AsO4) = 1/N(H+) = 1/2.  В реакции в) один ион H+ замещаются на ион К+, т.е,  N(H+) = 1 и fэкв(H3AsO4) = 1/N(H+) = 1/1. Теперь рассчитаем молярную массу эквивалента  H3AsO4 (в г/моль)  - произведение фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества по формуле: 

M(fэквВ) = fэкв(В) . М(В)

Или для H3AsO4

M(fэквH3AsO4) = fэкв(H3AsO4) . М(H3AsO4)                                  

Тогда 

гидроксиды

Так как по условию задачи эквивалентная масса кислоты равна 142г/моль, что соответствует реакции в), то образовалась соль – дигидроортоарсенат калия.

Ответ: в).


Задача 170. 
Какая формула соответствует марганцовистой кислоте а) НМnО4; б) H4MnO4; в) Н2MnO4?
Решение:
Марганцовистая кислота Н2MnO4 - гидроксид марганца (VI) – гидроксид марганца(VI) – неустойчивое соединение, которое уже в водном растворе диссоциирует до марганцовой кислоты НМnО4  и оксида марганца (IV)  MnO2, который при растворении в воде образует гидроксид марганца (IV) H4MnO4  или  Mn(OH)4:                                       

гидроксиды

Марганцовистой кислоте соответствует ангидрид  MnO3, который в свободном виде не получен. Соли марганцовистой кислоты называются манганатами, например  K2MnO4. Манганаты в водных растворах имеют зеленную окраску, которую им придают манганат-ионы  MnO42-. Степень окисления атома марганца в Н2MnO4 равна +6.

Ответ: в).


Задача 171. 
Какая из формул соответствует хлорату бария: а) ВаСI2; б)Ba(OCl)2; в) Ва(ClO3)2; г) Ва(СIО2)2?
Решение:
Хлораты – соли хлорноватой кислоты  HCO3. Ион ClO3-  называется хлорат-ион. 

а) ВаСI2 – хлорид бария – соль соляной кислоты  HCl, её соли называются хлоридами.

б) Ba(OCl)2 – гипохлорит бария - соль хлорноватистой кислоты  HlO, её соли называются гиипохлоритами.

в) Ва(ClO3)2 – хлорат бария – соль хлорноватой кислоты  HClO3.

г) Ва(СIО2)2 – хлорит бария – соль хлористой кислоты  HClO2, её соли называются хлоритами.

Ответ: в).


Задача 172. 
Какое название соответствует соли  (CuOH)2CO3: а) гидрокарбонат меди; б) карбонат гидроксомеди (II) в) карбонат дигидроксомеди (II)?
Решение:
а) Гидрокарбонат меди Cu(HCO3)2  – кислая соль угольной кислоты  H2CO3, в которорй один атом водорода замещён на ион меди Cu2+ . Ион HCO3-  называется гидрокарбонат-ион, поэтому  соли угольной кислоты, в которой один атом водорода замещён на атом металла, называют гидрокарбонаты.

б) Основная соль образуются при неполном замещении гидроксогрупп основания на кислотный остаток. Основная соль может быть образована металлом, валентность которого равна двум или больше в тех случаях, когда для реакции взято в избытке основание, например: 

2Cu(OH)2 + Na2CO3 = (CuOH)2CO3 + 2NaOH 

Следовательно, (CuOH)2CO3  - основная соль гидроксида меди (II)   Cu(OH)2, в молекуле которого одна гидроксильная группа замещена на кислотный остаток угольной кислоты карбонат-ион  CO32-.

в) Гидроксид меди (II) Cu(OH)2  - двухкислотное основание, поэтому может образовывать только один вид основных солей, в молекулах которых одна гидроксогруппа замещена на кислотный остаток, например CuOHCl  или  (CuOH)2CO3. Следовательно, соль карбонат дигидроксомеди (II) не существует.

Ответ: б).


Задача 173. 
Какая соль образуется при взаимодействии 1 моля гидроксида цинка и 2 молей ортофосфорной кислоты: а) ортофосфат цинка; б) дигидроортофосфат цинка; в) ортофосфат гидроксоцинка; г) гидроортофосфат цинка?  
Решение:
а) Уравнение реакции получения ортофосфата цинка: 

3Zn(OH)2 + 2H3PO4 = Zn3(PO4)2 + 6H2

б) Уравнение реакции получения дигидроортофосфата цинка:

 Zn(OH)2 + 2H3PO4 = Zn3(PO4)2 + 2H2O

в) Уравнение реакции получения ортофосфата гидроксоцинка: 

3Zn(OH)2 + H3PO4 = (ZnOH)3PO4 + 3H2

г) Уравнение реакции получения гидроортофосфата цинка: 

Zn(OH)2 + 2H3PO4 = ZnHPO4 + 2H2

Таким образом, из 1 моля гидроксида цинка и 2 молей орптофосфорной кислоты образуется 1 моль дигидроортофосфата цинка.

Ответ: б). 


Задача 174. 
Какое взаимодействие приведет к получению нормальной соли из хлорида гидроксомагния: a) MgOHCl + NaOH; б) MgOHClO3 + NaOH; в) MgOHClO3 + HCl; г) MgOHCl + HCl?
Решение: 
а) В водных растворах  MgOHCl  и NaOH  как сильные электролиты распадаются на ионы:

MgOHCl ⇔ Mg2+ + OH- + Cl-
                NaOH ⇔ Na+ + OH-                            

Ионы  Mg2+,  OH-,  Cl- и Na+  не связываются друг с другом и с ионами H+  с образованием осадка, газа или слабого электролита, поэтому данная реакция не идёт.

б) В водных растворах  MgOHClO3  и NaOH  как сильные электролиты распадаются на ионы:

 MgOHClO3  Mg2+ + OH- + ClO3-
NaOH( Na+ + OH-

 

 Ионы  Mg2+,  OH-,  ClO3- и Na+  не связываются друг с другом и с ионами H+  с образованием осадка, газа или слабого электролита, поэтому данная реакция не идёт.

в) В водных растворах MgOHCjO3 и HCl как сильные электролиты распадаются на ионы:

 MgOHClO3  Mg2+ + OH- + ClO3-
HCl  H+ + Cl- 

Из находящихся в растворе ионов  Mg2+,  OH-,  ClO3-,  Cl-, H+ ионы OH-  и ионы H+  связываются друг с другом с образованием слабого электролита воды HOH, поэтому реакция протекает, и при этом образуются две соли: хлорид магния MgCl2  и хлорат магния  Mg(ClO3)2:

2MgOHClO3 + 2HCl ⇔ Mg(ClO3)2 + MgCl2 + 2H2O

г) В водных растворах MgOHCl и HCl как сильные электролиты распадаются на ионы: 

MgOHCl ⇔ Mg2+ + OH- + Cl-
HCl ⇔ H+ + Cl- 

Из находящихся в растворе ионов  Mg2+,  OH-,  Cl-, H+ ионы H+  и ионы OH- связываются друг с другом с образованием слабого электролита воды  HOH, поэтому реакции протекает, и при этом образуется соль хлорид магния:

 MgOHCl + HCl  MgCl2 + H2O

 Ответ: в), г).