Химические свойства кислот - Химические свойства сложных веществ

В соответствии с теорией электролитической диссоциации, кислоты — сложные вещества, при диссоциации которых образуются катионы водорода и анионы кислотных остатков. Кислоты делятся на бескислородные и кислородсодержащие (последние можно рассматривать как гидроксиды, проявляющие кислотные свойства).

Химические свойства кислот, как правило, делят на общие (характерные для всех кислот) и специфические (характерные для конкретной кислоты).

Общие свойства кислот

Общие свойства кислот связаны с наличием в их водных растворах гидратированных ионов водорода, образующихся в процессе электролитической диссоциации:

Так, все кислоты изменяют окраску индикаторов: лакмус приобретает красный цвет, метилоранж — розовый.

Все кислоты взаимодействуют с основаниями (растворимыми, нерастворимыми). Это — реакция нейтрализации:

В ходе этих реакций возможно образование не только средних, но и кислых или основных солей:

В случае нейтрализации сильной кислоты щелочью уравнение реакции нейтрализации запишется в кратком ионном виде как

Кислоты взаимодействуют с оксидами — основными и амфотерными. При этом образуются соль и вода:

Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду напряжений металлов до водорода, с образованием соли и водорода:

Взаимодействие с металлами азотной и концентрированной серной кислот будет рассмотрено в специфических свойствах кислот.

В некоторых случаях металлы не взаимодействуют с растворами кислот, хотя стоят в ряду активности металлов до водорода. Так, свинец не реагирует с разбавленной соляной кислотой, хотя растворяется в концентрированной. Это связано с тем, что образующийся в ходе реакции нерастворимый хлорид свинца покрывает металл плёнкой и защищает его от действия кислоты:

В случае концентрированной соляной кислоты происходит растворение хлорида свинца, с образованием комплексного соединения, и реакция становится возможной:

Кислоты могут взаимодействовать с солями. Этот тип реакций возможен в случае выделения газа, образования осадка или слабого электролита:

Некоторые кислоты могут разлагаться при нагревании, например:

В заключение укажем, что кислоты могут участвовать не только в кислотно-основных, но и в окислительно-восстановительных реакциях.

Так, кислоты, содержащие элемент в низшей степени окисления, могут проявлять восстановительные свойства:

Напротив, кислоты, содержащие элемент в высшей степени окисления, могут проявлять окислительные свойства:

Специфические свойства серной кислоты

Концентрированная серная кислота обладает некоторыми специфическими свойствами. Так, она относится к эффективным водоотнимающим и осушающим средствам. Это свойство связано с образованием различных гидратов серной кислоты:

Поскольку образование гидратов связано с выделением значительного количества энергии, то при разбавлении серной кислоты следует соблюдать простое правило — приливать тонкой струйкой серную кислоту в воду при постоянном перемешивании, чтобы не допустить вскипания раствора.

Концентрированная серная кислота является довольно сильным окислителем, особенно при нагревании. Так, она окисляет бромид-, иодид-ионы, некоторые простые вещества (серу, уголь) и др.:

Концентрированная серная кислота может окислять некоторые малоактивные металы, стоящие в ряду активности после водорода (Сu, Hg, Ag). Поскольку окислителем в данном случае являются не ионы водорода H⁺ (как в разбавленном растворе кислоты), a cepa(VI), то в ходе реакции выделяется не водород, а продукты восстановления серы(VI): сероводород, диоксид серы, сера:

Концентрированная серная кислота не растворяет (пассивирует) такие металлы, как алюминий, железо, хром.

Качественной реакцией на серную кислоту и её соли является образование белого, нерастворимого в кислотах осадка при действии солей бария:

Специфические свойства азотной кислоты

Азотная кислота, особенно концентрированная, проявляет сильные окислительные свойства. Так, она окисляет сульфиды, сульфиты, многие простые вещества (иод, углерод, фосфор, серу) и т.д.:

Азотная кислота (даже разбавленная) растворяет многие малоактивные металлы (медь, серебро, ртуть). Поскольку азотная кислота, даже разбавленная, является окислителем за счёт азота (V), то продуктом её восстановления являются различные соединения азота: NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄. Водород, как правило, при взаимодействии металлов с азотной кислотой не выделяется. Состав продукта восстановления азотной кислоты зависит от концентрации азотной кислоты и активности металла. Схематически это может быть передано схемой:

Из схемы видно, что вероятность выделения NO₂ наибольшая в случае использования неактивного металла и концентрированной азотной кислоты. Напротив, образование ионов аммония возможно при растворении в очень разбавленной азотной кислоте активного металла:

Концентрированная азотная кислота не растворяет (пассивирует) такие металлы, как алюминий, железо, хром.

Специфические свойства ортофосфорной кислоты

Ортофосфорную кислоту относят обычно к кислотам средней силы. Это связано с тем, что в разбавленных водных растворах степень её диссоциации по первой стадии достигает 30% (в то время как степень диссоциации слабых кислот не превышает 3—10%, а сильные кислоты диссоциируют практически нацело). По второй стадии степень диссоциации намного меньше, а по третьей — ничтожно мала. Результатом этого является исчезающе малая концентрация ионов РO₄^3- в растворе Н₃РO₄. Так, при приливании раствора нитрата серебра к раствору Н₃РO₄ никакого осадка фосфата серебра не образуется, хотя Ag₃PO₄ относится к практически нерастворимым солям:

Для проведения качественной реакции на фосфорную кислоту её водный раствор предварительно нейтрализуют раствором аммиака:

а затем уже добавляют нитрат серебра.

Другой особенностью ортофосфорной кислоты является поведение её при нагревании. При 200 °С ортофосфорная кислота, частично обезвоживаясь, превращается в дифосфорную (или пирофосфорную кислоту):

При дальнейшем нагревании пирофосфорная кислота переходит в метафосфорную кислоту, что упрощённо описывает уравнение реакции:

Задания

Часть 1

К каждому из заданий части 1 даны 4 варианта ответа, из которых только один правильный.

1. С каждым из веществ, формулы которых ВаСl₂ и СuО, будет взаимодействовать

1) соляная кислота

2) кремниевая кислота

3) азотная кислота

4) серная кислота

2. И с серебром, и с оксидом меди(II) будет реагировать

1) соляная кислота

2) фосфорная кислота

3) азотная кислота

4) угольная кислота

3. Электролитической диссоциации ортофосфорной кислоты по второй ступени отвечает уравнение:

4. Электролитической диссоциации ортофосфорной кислоты по третьей ступени отвечает уравнение:

5. Сероводородная кислота реагирует с каждым из веществ:

6. Водный раствор серной кислоты реагирует с каждым из двух веществ:

1) с железом и оксидом углерода(II)

2) с цинком и оксидом натрия

3) с алюминием и хлоридом натрия

4) с медью и гидроксидом калия

7. Разбавленная соляная кислота реагирует с каждым из веществ:

8. Концентрированная серная кислота при комнатной температуре не действует на

1) Na

2) Аl

3) Zn

4) Mg

9. Водный раствор фосфорной кислоты реагирует с каждым из веществ:

10. Концентрированная серная кислота при комнатной температуре не действует на

1) Mg

2) Na

3) Fe

4) К

11. Различить серную и соляную кислоты можно, если

1) поместить в них кусочек цинка

2) добавить раствор фенолфталеина

3) добавить раствор метилоранжа

4) прилить раствор нитрата бария

12. В отличие от серной кислоты угольная кислота

1) является сильной кислотой

2) не взаимодействует с NaOH

3) легко разлагается

4) взаимодействует с содой

13. Ни серная, ни фосфорная кислоты не реагируют с

1) КОН

2) Аl

3) НСl

4) Na₂S

14. Уксусная кислота не взаимодействует

1) оксидом кальция

2) гидроксидом натрия

3) оксидом серы(IV)

4) карбонатом натрия

15. Для серной кислоты справедливо высказывание:

1) плотность серной кислоты примерно равна 1 г/мл

2) серная кислота — легкоподвижная жидкость

3) растворение кислоты в воде сильно экзотермично

4) серная кислота не действует на цинк и медь

16. Соляная кислота при обычных условиях взаимодействует с

1) сульфатом бария.

2) углеродо.

3) железом

4) медью

17. Концентрированная азотная кислота при обычных условиях не взаимодействует с

1) магнием

2) железом

3) гидроксидом натрия

4) оксидом магния

18. Концентрированная азотная кислота при обычных условиях не взаимодействует с

1) цинком

2) гидроксидом алюминия

3) оксидом кальция

4) алюминием

19. Реакция нейтрализации происходит между

1) цинком и соляной кислотой

2) серной кислотой и хлоридом бария

3) гидроксидом кальция и азотной кислотой

4) гидроксидом натрия и сульфатом меди

20. Раствор серной кислоты реагирует с каждым из двух веществ:

1) Na₂SO₃ и HNO₃

2) FeO и NaNO₃

3) Сu и Сu(ОН)₂

4) Fe и Fe₂O₃

21. Разбавленная серная кислота может реагировать с каждым из двух веществ:

1) серой и оксидом железа(III)

2) оксидом цинка и оксидом кремния(IV)

3) гидроксидом калия и хлоридом натрия

4) нитратом кальция и гидроксидом меди(II)

22. Как гидроксид алюминия, так и соляная кислота могут взаимодействовать с

1) СuО .

2) КОН

3) СO₂ .

4) H₂S

При выполнении заданий выберите правильные ответы. Установите соответствие.

23. Серная кислота реагирует с

1) хлороводородом

2) углекислым газом

3) оксидом углерода(II)

4) сульфидом натрия

5) ртутью

Ответ: ____ .

24. Азотная кислота реагирует с

1) Ag

2) Au

3) СO₂

4) FeS

5) SiO₂

Ответ: ____ .

25. И серная, и соляная кислоты реагируют с

1) Ag

2) CuS

3) K₂S

4) Al

5) ВаСl₂

Ответ: ____ .

26. И серная кислота, и сульфат натрия реагируют с

1) гидроксидом калия

2) цинком

3) нитратом бария

4) гидроксидом железа(III)

5) хлоридом кальция

Ответ: ____ .

27. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами их взаимодействия.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

А	Б	В	Г

28. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами их взаимодействия.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

А	Б	В	Г