Водородные соединения неметаллов
| Вещество | Физические свойства и получение | Химические свойства |
|---|---|---|
| Хлороводород \(\ce{HCl}\) | бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха, дымит на воздухе, очень хорошо растворим (500 объёмов в 1 объёме воды) → соляная кислота (до 37 %). Получение: \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{NaCl(\text{тв.}) + H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] NaHSO4 + HCl ^}\) | раствор — сильная одноосновная кислота: с металлами до \(\ce{H}\) (\(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\)), с основными и амфотерными оксидами (\(\ce{CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O}\)), основаниями (\(\ce{NaOH + HCl = NaCl + H2O}\)), солями (\(\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 ^ + H2O}\)). Качественная реакция на хлорид-ион: \(\ce{AgNO3 + HCl = AgCl v + HNO3}\) — белый творожистый осадок |
| Сероводород \(\ce{H2S}\) | бесцветный газ с запахом тухлых яиц, ядовит, тяжелее воздуха, малорастворим → слабая сероводородная кислота. Получение сероводорода: \(\ce{FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S ^}\); \(\ce{H2 + S = H2S}\) | горит: \(\ce{2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O}\) (избыток \(\ce{O2}\)), \(\ce{2H2S + O2 = 2S + 2H2O}\) (недостаток); восстановитель: \(\ce{H2S + Br2 = S + 2HBr}\); слабая двухосновная кислота: \(\ce{H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O}\); с солями: \(\ce{H2S + CuSO4 = CuS v + H2SO4}\). Качественная реакция на сульфид-ион — чёрный осадок с \(\ce{Pb^{2+}}\) или \(\ce{Cu^{2+}}\): \(\ce{Na2S + Pb(NO3)2 = PbS v + 2NaNO3}\) |
| Аммиак \(\ce{NH3}\) | бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха (собирают в перевёрнутый сосуд), очень хорошо растворим (700 объёмов) → нашатырный спирт (раствор аммиака). Синтез аммиака: \(\ce{N2 + 3H2 <=>[t^\circ, p, Fe] 2NH3}\); получение аммиака в лаборатории — нагревание солей аммония со щёлочью: \(\ce{2NH4Cl + Ca(OH)2 ->[t^\circ] CaCl2 + 2NH3 ^ + 2H2O}\) | основные свойства (неподелённая пара азота): \(\ce{NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}\) — лакмус синеет, фенолфталеин малиновый; \(\ce{NH3 + HCl = NH4Cl}\) (белый дым); \(\ce{2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4}\); восстановитель: \(\ce{4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O}\) (горение), \(\ce{4NH3 + 5O2 ->[Pt] 4NO + 6H2O}\), \(\ce{2NH3 + 3CuO ->[t^\circ] 3Cu + N2 + 3H2O}\) |
Соли аммония содержат ион аммония \(\ce{NH4+}\); растворимы, разлагаются при нагревании (\(\ce{NH4Cl ->[t^\circ] NH3 ^ + HCl ^}\)). Качественная реакция на ион аммония — щёлочь при нагревании: \(\ce{NH4Cl + NaOH ->[t^\circ] NaCl + NH3 ^ + H2O}\) — запах аммиака, влажная лакмусовая бумажка синеет.
Сравнение. Кислотные свойства водородных соединений усиливаются в периоде: \(\ce{CH4} < \ce{NH3} < \ce{H2O} < \ce{HF}\). Аммиак — единственный из этих газов, который собирают в перевёрнутую пробирку (легче воздуха) и раствор которого имеет щелочную среду; \(\ce{HCl}\) и \(\ce{H2S}\) тяжелее воздуха, их растворы — кислоты.
Лайфхак. Три газа — три приметы. \(\ce{HCl}\): резкий запах, дымит на воздухе, лакмус краснеет. \(\ce{H2S}\): запах тухлых яиц, лакмус краснеет, с солями свинца и меди — чёрный осадок. \(\ce{NH3}\): запах нашатыря, лакмус синеет, с \(\ce{HCl}\) — белый дым. Легче воздуха из них только аммиак (\(M = 17 < 29\)).
Ловушка ОГЭ. Хлороводород — газ, соляная кислота — его раствор. «Нашатырь» — это соль \(\ce{NH4Cl}\), а «нашатырный спирт» — раствор аммиака. Сероводородная кислота слабая, но с солями меди и свинца даёт осадок: сульфиды этих металлов нерастворимы даже в кислотах.
Интересный факт. Сероводород нос чувствует в ничтожных концентрациях, но при больших он «выключает» обоняние — человек перестаёт чувствовать запах как раз тогда, когда газ становится смертельно опасным. Поэтому в канализационных колодцах работают только с газоанализатором.
Из истории. Синтез аммиака из азота и водорода разработали Ф. Габер (Нобелевская премия 1918 года) и К. Бош (1931). Сегодня примерно половина атомов азота в белках нашего тела прошла через заводы Габера — Боша: из аммиака делают удобрения, а с ними выращивают хлеб.
Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 12 — признаки: белый дым \(\ce{NH4Cl}\), чёрный осадок сульфидов, запах газа; задание 17 — различить соль аммония и соль натрия щёлочью при нагревании; задание 10 — аммиак реагирует с кислотами и кислородом.
| Вещество | Физические свойства и получение | Химические свойства |
|---|---|---|
| Аммиак \(\ce{NH3}\) | бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха (собирают в перевёрнутый сосуд), очень хорошо растворим (700 объёмов) → нашатырный спирт (раствор аммиака). Синтез аммиака: \(\ce{N2 + 3H2 <=>[t^\circ, p, Fe] 2NH3}\); получение аммиака в лаборатории — нагревание солей аммония со щёлочью: \(\ce{2NH4Cl + Ca(OH)2 ->[t^\circ] CaCl2 + 2NH3 ^ + 2H2O}\) | основные свойства (неподелённая пара азота): \(\ce{NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}\) — лакмус синеет, фенолфталеин малиновый; \(\ce{NH3 + HCl = NH4Cl}\) (белый дым); \(\ce{2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4}\); восстановитель: \(\ce{4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O}\) (горение), \(\ce{4NH3 + 5O2 ->[Pt] 4NO + 6H2O}\), \(\ce{2NH3 + 3CuO ->[t^\circ] 3Cu + N2 + 3H2O}\) |
| Вещество | Физические свойства и получение | Химические свойства |
|---|---|---|
| Хлороводород \(\ce{HCl}\) | бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха, дымит на воздухе, очень хорошо растворим (500 объёмов в 1 объёме воды) → соляная кислота (до 37 %). Получение: \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{NaCl(\text{тв.}) + H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] NaHSO4 + HCl ^}\) | раствор — сильная одноосновная кислота: с металлами до \(\ce{H}\) (\(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\)), с основными и амфотерными оксидами (\(\ce{CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O}\)), основаниями (\(\ce{NaOH + HCl = NaCl + H2O}\)), солями (\(\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 ^ + H2O}\)). Качественная реакция на хлорид-ион: \(\ce{AgNO3 + HCl = AgCl v + HNO3}\) — белый творожистый осадок |
| Сероводород \(\ce{H2S}\) | бесцветный газ с запахом тухлых яиц, ядовит, тяжелее воздуха, малорастворим → слабая сероводородная кислота. Получение сероводорода: \(\ce{FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S ^}\); \(\ce{H2 + S = H2S}\) | горит: \(\ce{2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O}\) (избыток \(\ce{O2}\)), \(\ce{2H2S + O2 = 2S + 2H2O}\) (недостаток); восстановитель: \(\ce{H2S + Br2 = S + 2HBr}\); слабая двухосновная кислота: \(\ce{H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O}\); с солями: \(\ce{H2S + CuSO4 = CuS v + H2SO4}\). Качественная реакция на сульфид-ион — чёрный осадок с \(\ce{Pb^{2+}}\) или \(\ce{Cu^{2+}}\): \(\ce{Na2S + Pb(NO3)2 = PbS v + 2NaNO3}\) |
| Вещество | Физические свойства и получение | Химические свойства |
|---|---|---|
| Хлороводород \(\ce{HCl}\) | бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха, дымит на воздухе, очень хорошо растворим (500 объёмов в 1 объёме воды) → соляная кислота (до 37 %). Получение: \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{NaCl(\text{тв.}) + H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] NaHSO4 + HCl ^}\) | раствор — сильная одноосновная кислота: с металлами до \(\ce{H}\) (\(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\)), с основными и амфотерными оксидами (\(\ce{CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O}\)), основаниями (\(\ce{NaOH + HCl = NaCl + H2O}\)), солями (\(\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 ^ + H2O}\)). Качественная реакция на хлорид-ион: \(\ce{AgNO3 + HCl = AgCl v + HNO3}\) — белый творожистый осадок |
| Аммиак \(\ce{NH3}\) | бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха (собирают в перевёрнутый сосуд), очень хорошо растворим (700 объёмов) → нашатырный спирт (раствор аммиака). Синтез аммиака: \(\ce{N2 + 3H2 <=>[t^\circ, p, Fe] 2NH3}\); получение аммиака в лаборатории — нагревание солей аммония со щёлочью: \(\ce{2NH4Cl + Ca(OH)2 ->[t^\circ] CaCl2 + 2NH3 ^ + 2H2O}\) | основные свойства (неподелённая пара азота): \(\ce{NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}\) — лакмус синеет, фенолфталеин малиновый; \(\ce{NH3 + HCl = NH4Cl}\) (белый дым); \(\ce{2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4}\); восстановитель: \(\ce{4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O}\) (горение), \(\ce{4NH3 + 5O2 ->[Pt] 4NO + 6H2O}\), \(\ce{2NH3 + 3CuO ->[t^\circ] 3Cu + N2 + 3H2O}\) |
Закрепите теорию: 13 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward