Общие свойства кислот. Особые свойства и получение
Кислоты как электролиты при диссоциации дают катионы \(\ce{H+}\): \(\ce{HCl -> H+ + Cl-}\); кислый вкус, меняют окраску индикаторов (индикаторы в кислой среде: лакмус и метилоранж — красные, фенолфталеин бесцветен). Сильные: \(\ce{HCl}\), \(\ce{HBr}\), \(\ce{HI}\), \(\ce{H2SO4}\), \(\ce{HNO3}\); слабые: \(\ce{H2CO3}\), \(\ce{H2SO3}\), \(\ce{H2S}\), \(\ce{H2SiO3}\), \(\ce{HNO2}\), органические; \(\ce{H3PO4}\) — средней силы. Летучие: \(\ce{HCl}\), \(\ce{H2S}\), \(\ce{HNO3}\); неустойчивые: \(\ce{H2CO3 -> CO2 ^ + H2O}\), \(\ce{H2SO3 -> SO2 ^ + H2O}\); нерастворимая: \(\ce{H2SiO3}\).
| Реагент | Продукты | Примеры |
|---|---|---|
| Металлы левее \(\ce{H}\) (кроме \(\ce{HNO3}\) и конц. \(\ce{H2SO4}\)) | соль + \(\ce{H2 ^}\) | \(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\); \(\ce{Fe + H2SO4(\text{разб.}) = FeSO4 + H2 ^}\); \(\ce{2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2 ^}\); \(\ce{Cu + HCl}\) — нет |
| Основные и амфотерные оксиды | соль + вода | \(\ce{CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O}\); \(\ce{ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O}\); \(\ce{Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O}\) |
| Основания (нейтрализация) | соль + вода | \(\ce{H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O}\); \(\ce{2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2H2O}\); \(\ce{H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O}\); при недостатке щёлочи — кислые соли: \(\ce{H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O}\) |
| Соли — если образуется осадок, газ или слабая кислота (сильная кислота вытесняет слабую) | новая соль + новая кислота | \(\ce{2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2 ^}\) — «шипение» карбонатов, качественная реакция на карбонат-ион; \(\ce{H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 v + 2HCl}\) — белый осадок, качественная реакция на сульфат-ион; \(\ce{HCl + AgNO3 = AgCl v + HNO3}\); \(\ce{2HCl + Na2SiO3 = H2SiO3 v + 2NaCl}\) (студенистый осадок); \(\ce{2HCl + Na2S = 2NaCl + H2S ^}\); \(\ce{2HCl + Na2SO3 = 2NaCl + SO2 ^ + H2O}\); \(\ce{H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2 ^}\); фосфат-ион обнаруживают раствором \(\ce{AgNO3}\) — жёлтый осадок \(\ce{Ag3PO4}\) (из раствора соли, например \(\ce{Na3PO4}\); с самой \(\ce{H3PO4}\) осадок не выпадает — он растворяется в образующейся азотной кислоте) |
Ловушка ОГЭ. Кислота не реагирует с солью той же кислоты (\(\ce{HCl + NaCl}\)) и с солями, если не образуется осадок, газ или слабая кислота (\(\ce{HCl + Na2SO4}\) — реакции нет). \(\ce{BaSO4}\) и \(\ce{AgCl}\) в кислотах не растворяются — поэтому они и служат признаками сульфат- и хлорид-ионов.
Как это спрашивают на ОГЭ. Задания 8–10: кислота реагирует с металлом (стоящим до водорода), основным оксидом, основанием и солью (если есть осадок или газ); задание 17: кислотой отличают карбонат и силикат от сульфата.
| Реагент | Продукты | Примеры |
|---|---|---|
| Соли — если образуется осадок, газ или слабая кислота (сильная кислота вытесняет слабую) | новая соль + новая кислота | \(\ce{2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2 ^}\) — «шипение» карбонатов, качественная реакция на карбонат-ион; \(\ce{H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 v + 2HCl}\) — белый осадок, качественная реакция на сульфат-ион; \(\ce{HCl + AgNO3 = AgCl v + HNO3}\); \(\ce{2HCl + Na2SiO3 = H2SiO3 v + 2NaCl}\) (студенистый осадок); \(\ce{2HCl + Na2S = 2NaCl + H2S ^}\); \(\ce{2HCl + Na2SO3 = 2NaCl + SO2 ^ + H2O}\); \(\ce{H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2 ^}\); фосфат-ион обнаруживают раствором \(\ce{AgNO3}\) — жёлтый осадок \(\ce{Ag3PO4}\) (из раствора соли, например \(\ce{Na3PO4}\); с самой \(\ce{H3PO4}\) осадок не выпадает — он растворяется в образующейся азотной кислоте) |
| Кислота | Особенности |
|---|---|
| Серная кислота \(\ce{H2SO4}\) | тяжёлая маслянистая жидкость, гигроскопична (осушитель), обугливает сахар и бумагу. Разбавление серной кислоты: кислоту льют в воду тонкой струёй при перемешивании (сильный разогрев), а не наоборот. Концентрированная серная кислота и медь: концентрированная кислота — окислитель, с \(\ce{Cu}\), \(\ce{Hg}\), \(\ce{Ag}\) выделяет \(\ce{SO2}\): \(\ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\); пассивация — \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\) на холоде покрываются защитной плёнкой и не реагируют (кислоту перевозят в стальных цистернах). Получение — контактный способ: \(\ce{S}\) или \(\ce{FeS2}\) → \(\ce{SO2}\) → \(\ce{SO3}\) (кат. \(\ce{V2O5}\)) → \(\ce{H2SO4}\) |
| Азотная кислота \(\ce{HNO3}\) | летучая, желтеет на свету (\(\ce{4HNO3 ->[h\nu] 4NO2 ^ + O2 ^ + 2H2O}\)); с металлами, как правило, выделяет не \(\ce{H2}\), а оксиды азота (\(\ce{NO2}\), \(\ce{NO}\), \(\ce{N2O}\)), азот или соль аммония: \(\ce{Cu + 4HNO3(\text{конц.}) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}\); \(\ce{3Cu + 8HNO3(\text{разб.}) = 3Cu(NO3)2 + 2NO ^ + 4H2O}\); концентрированная пассивирует \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\). Получение: \(\ce{NH3 -> NO -> NO2 -> HNO3}\) |
| Соляная кислота \(\ce{HCl}\) | дымит, летучая; входит в желудочный сок; распознают нитратом серебра |
| Фосфорная кислота \(\ce{H3PO4}\) | твёрдая, растворимая, средней силы, трёхосновная — образует три ряда солей: \(\ce{NaH2PO4}\), \(\ce{Na2HPO4}\), \(\ce{Na3PO4}\) |
| Угольная и сернистая | существуют только в растворе, при получении сразу разлагаются на оксид и воду |
| Кремниевая кислота \(\ce{H2SiO3}\) | нерастворимый студень; получают из силикатов: \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 v + 2NaCl}\) |
Получение кислот: кислотный оксид + вода (\(\ce{SO3 + H2O = H2SO4}\); \(\ce{P2O5 + 3H2O = 2H3PO4}\)); неметалл + водород, затем растворение (\(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\)); вытеснение из солей менее летучей или более сильной кислотой (\(\ce{NaCl(\text{тв.}) + H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] NaHSO4 + HCl ^}\); \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl -> H2SiO3 v + 2NaCl}\); \(\ce{FeS + 2HCl -> FeCl2 + H2S ^}\)).
Лайфхак. Концентрированные серная и азотная кислоты — «особые»: с металлами дают не водород, а \(\ce{SO2}\) или оксиды азота, а железо и алюминий на холоде пассивируют. Разбавленная серная ведёт себя как обычная кислота: \(\ce{Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ^}\).
Ловушка ОГЭ. Медь не реагирует с разбавленной серной кислотой, но реагирует с концентрированной (выделяется \(\ce{SO2}\)) и с азотной кислотой. Сахар обугливает концентрированная \(\ce{H2SO4}\) — она отнимает у него воду, это не горение.
Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 20 — электронный баланс для реакций вроде \(\ce{Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O}\) или \(\ce{C + H2SO4 -> CO2 + SO2 + H2O}\); задание 16 — правило разбавления серной кислоты.
| Кислота | Особенности |
|---|---|
| Серная кислота \(\ce{H2SO4}\) | тяжёлая маслянистая жидкость, гигроскопична (осушитель), обугливает сахар и бумагу. Разбавление серной кислоты: кислоту льют в воду тонкой струёй при перемешивании (сильный разогрев), а не наоборот. Концентрированная серная кислота и медь: концентрированная кислота — окислитель, с \(\ce{Cu}\), \(\ce{Hg}\), \(\ce{Ag}\) выделяет \(\ce{SO2}\): \(\ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\); пассивация — \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\) на холоде покрываются защитной плёнкой и не реагируют (кислоту перевозят в стальных цистернах). Получение — контактный способ: \(\ce{S}\) или \(\ce{FeS2}\) → \(\ce{SO2}\) → \(\ce{SO3}\) (кат. \(\ce{V2O5}\)) → \(\ce{H2SO4}\) |
| Кремниевая кислота \(\ce{H2SiO3}\) | нерастворимый студень; получают из силикатов: \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 v + 2NaCl}\) |
Из истории. Серную кислоту средневековые алхимики называли «купоросным маслом»: её получали, прокаливая железный купорос. Сейчас это самая производимая кислота в мире — более 250 млн т в год; по её выпуску судят о развитии химической промышленности страны.
| Кислота | Особенности |
|---|---|
| Серная кислота \(\ce{H2SO4}\) | тяжёлая маслянистая жидкость, гигроскопична (осушитель), обугливает сахар и бумагу. Разбавление серной кислоты: кислоту льют в воду тонкой струёй при перемешивании (сильный разогрев), а не наоборот. Концентрированная серная кислота и медь: концентрированная кислота — окислитель, с \(\ce{Cu}\), \(\ce{Hg}\), \(\ce{Ag}\) выделяет \(\ce{SO2}\): \(\ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\); пассивация — \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\) на холоде покрываются защитной плёнкой и не реагируют (кислоту перевозят в стальных цистернах). Получение — контактный способ: \(\ce{S}\) или \(\ce{FeS2}\) → \(\ce{SO2}\) → \(\ce{SO3}\) (кат. \(\ce{V2O5}\)) → \(\ce{H2SO4}\) |
Закрепите теорию: 15 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward