Что такое амфотерные металлы: Ошибка 403 — доступ запрещён

Методические рекомендации по подготовке к ЕГЭ по химии

Предметные результаты на профильном уровне ориентированы на более глубокое освоение систематических знаний и способов действий, присущих данному предмету, и решить задачи освоения основ базовых наук, подготовки к последующему профессиональному образованию

Для облегчения усвоения учебного материала предлагаю большое количество схем и таблиц, выражающих или иллюстрирующих наиболее важные теоретические положения

При подготовке к ЕГЭ по химии задания уровня С выходят далеко за рамки двухчасовой школьной программы, например составление уравнений окислительно-восстановительных реакций или уравнений реакций по разрушению комплексных солей. Найти ответы на некоторые вопросы порой не удается ни в одном учебнике или пособии.

Одно из заданий высокого уровня сложности (уровня С) проверяет знания об амфотерных свойствах веществ. Для успешного выполнения этого задания нужно знать в том числе и способы разрушения комплексных солей. В учебной литературе этому вопросу уделяется   мало внимания.

Амфотерные свойства имеют оксиды и гидроксиды многих металлов. Они не растворяются в воде, но растворяются в кислотах и щелочах. При подготовке к ЕГЭ нужно усвоить материал о свойствах соединений алюминия, цинка, бериллия, железа и хрома.

Основные свойства амфотерных соединений при взаимодействии с сильными кислотами

Например:

Zn O + 2HCI= Zn CI 2 + h3O ,

Zn(OH)2 +2HCI = ZnCI2 + 2h3O ,

AI2O3 +6HCI =2AICI3   + 3h3o ,

AI  (OH)3 + 3HCI =AICI3 + 3h3O

Кислотные свойства при взаимодействии со щелочами

 Реакции при сплавлении:

Формула   гидроксида цинка записывают в кислотной форме — (цинковая кислота).

Кислотная форма гидроксида алюминия – (ортоалюминиевая кислота), но она неустойчива, и при нагревании отщепляется вода: получается метаалюминиевая кислота. 

По этой причине при сплавлении соединений алюминия со щелочами получаются соли – метаалюминаты: Реакции в растворе происходят с образованием комплексных солей

Следует отметить, что при взаимодействии соединений алюминия со щелочами ( рН= 14) в растворе получаются разные формы  комплексных солей  ( к. ч.(АI) =6)

т.е. гексагидроксоалюминат натрия  и тетрагидроксодиакваалюминат натрия

Соединения бериллия (ВеО и Ве(ОН)2) взаимодействуют со щелочами аналогично соединениям цинка, соединения хрома (III) и железа (III) (Cr2O3, Cr(OH)3, Fe2O3, Fe(OH)3) — аналогично соединениям алюминия, но оксиды этих металлов взаимодействуют только при сплавлении.

Cr2O3 + 2Na OH = 2NaCrO2 +h3O

                        метахромит  натрия ( хромат(III) натрия)

Fe2O3 +2NaOH =2NaFeO2 +h3O.

                         феррит натрия (феррат (III) натрия)

При взаимодействии гидроксидов этих металлов со щелочами в растворе образуются комплексные соли с координационным числом 6.

Гидроксид хрома (III) легко растворяется в щелочах:

Гидроксид железа (III) имеет очень слабые амфотерные свойства взаимодействует только с горячими концентрированными растворами щелочей:

               Способы разрушения гидроксокомплексов

1) При действии избытка сильной кислоты получаются две средних соли и вода:

 2)  При действии сильной кислоты ( в недостатке ) получаются средняя соль активного металла, амфотерный гидроксид и вода:

3)При действии слабой кислоты получается кислая соль активного металла , амфотерный гидроксид и вода:

4)При действии углекислого или сернистого газа получается кислая соль активного металла и амфотерный гидроксид:

 

 Применение таблиц , схем на уроках химии:

Химические свойства кислот

кислоты 

Термическое разложение некоторых солей.

2KClO3 → 2KCl +3O2 ↑

2KMnO4 → K2MnO4 +MnO2 + O2 ↑

4KClO3 → 3KClO4 +KCl

4Na2SO3 → Na2S + Na2SO4

Оксиды. (не разлагаются все оксиды, кроме)

2HgO → 2Hg +O2

2PbO2 → 2Pb +O2

Кислоты. (не разлагаются все кислоты, кроме)

H2CO3 → H2O↑ + CO2↑

H2SiO3 → SiO2 + H2O↑

H2SO3 → H2O↑ + SO2↑

2HNO2 → NO↑ + NO2↑ + H2O↑

4HNO3 → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O

HCOOH→ CO↑ + H

2O↑

H2C2O4 → HCOOH + CO2↑ 

№

Продукты реакции

Условия протекания

1

Гидроксид

Только для восьми оксидов: Li2O,Na2O,K2O,Rb2O,Cs2O, CaO,SrO,BaO

2

Кислота

Кислота, растворимая в воде

3

Соль

Ограничений нет (проблемы с растворимостью нет)

4

Соль + H2O

1)кислота, растворимая в воде

2)желательно, чтобы соль была растворима в воде

5

Соль + H2O

1)Гидроксид растворим в воде

6

Соль + H2O

1)Хотя бы одно из исходных веществ, растворима в воде

7

Новая соль + новый гидроксид

1)оба исходных соединений растворимы в воде

2)образуется газ, осадок,H

2O,принцип Ле — Шателье

8

соль + соль

1)Также как и 7

9

Новая соль + новая кислота

1)Исходная кислота растворима в воде (искл. H2SiO3)

2)Как правило, более сильная кислота вытесняет более слабую

3) принцип Ле — Шателье

10

Соль + H2 

1)кислота растворима в воде

2)Me активнее H2 

3)факт ограничения: Me(Fe) →+2;HNO3;H2SO4(к) → H

2 не выделяется

11

Соль + Me

1)Обе соли растворимы в воде

2)более акт. Ме вытесняет менее акт. Ме

3)примечания 8Me(5 щ. Me и 3щ. з. Me не брать, одновременно идет 13

12

Соль амфотерного гидроксида    (гидроксокомплекс) и H2 

1)Только для амфотерных металлов (Al,Cr,Zn,Be,Pb,Sn)

13

гидроксид + H2 

1)8 Me, т. е 5щ. и 3щ.з. Ме

14

Смесь двух кислот + H2O

SO2Cl2  + H2O → 2HCl + H2SO4 без ограничений

сульфорилхлорид 

15

Две соли

SO2Cl2 + 4KOH → K2SO4  + 2KCl + 2H2O

 

 KMnO4 в среде H2SO4 реагирует с различными восстановителями.

окислитель

  

      Важнейшая задача химии – получение веществ с заранее заданными свойствами и интенсификация промышленных производств, создание безотходных технологий. Материальный мир в котором мы живём и крохотной частицей которого мы являемся, един и в тоже время бесконечно разнообразен.

Единство и многообразие химических веществ этого мира наиболее ярко проявляется в генетической связи веществ.
Для осуществления  превращений необходимо знать: химические свойства классов органических веществ, способы их получения. Именные реакции, распознавательные (качественные реакции) на органические вещества — уметь составлять данные уравнения с различными гомологами в присутствии окислителей в различных средах (в нейтральной, кислой и щелочной) с использованием метода электронного баланса или метода полуреакций.

Генетическая связь между классами органических соединений (подготовка к ЕГЭ)

Решение задач – это практическое применение теоретического материала, приложение научных знаний на практике. Успешное решение задач учащимися поэтому является одним из завершающихся этапов в самом познании. Типовой программой определены требования к знаниям и умениям учащихся в части решения расчётных задач по органической химии: «Уметь находить молекулярную формулу по массовой доли элементов, по массе, объёму или количеству вещества –продуктов его сгорания, по химическим свойствам».

Тогда целесообразно разделить этот тип задач на три раздела:

 1.Углеводороды. Природные источники углеводородов и их переработка
 2.Кислородсодержащие органические соединения.

 3.Азотсодержащие органические соединения.

Учащихся лучше знакомить с несколькими способами определения МФ. С этой целью классную доску делим на две половины вертикальной чертой. На одной половине доски решаем задачу первым способом, на другой – вторым. Такая организация обучения даёт хорошие результаты (т.е. рекомендуем включать зрительную память)

            Задачи на нахождение молекулярной формулы вещества(С-5)

1.Предельный одноатомный спирт сожгли. В результате реакции получили 22,4 л (н.у.) углекислого газа и 22,5 г водяных паров. Определите молекулярную формулу исходного спирта. (C4H9OH)

2.На полное сгорание 0,5 моль алкина израсходовано 28 л кислорода (н.у.). Установите молекулярную формулу алкина. (C2H2)

3. На окисление предельного одноатомного спирта пошло 10 г оксида меди (II). В результате реакции получили альдегид массой 10,75 г, медь и воду. Определите молекулярную формулу исходного спирта. (C5H11OH)

4. Предельный одноатомный спирт обработали металлическим натрием. В результате реакции получили вещество массой 20,5 г и выделился газ объёмом 2,8 л(н.у.). Определите молекулярную формулу исходного спирта. (C3H7OH)

5.Предельный одноатомный спирт нагрели до 170 – 1800С в присутствии концентрированной серной кислоты. В результате реакции получили газообразное вещество при н.у. с массовой долей водорода 14,29%и с относительной плотностью по гелию 10,5.

6.Определите молекулярную формулу исходного спирта. (C3H7OH) Установите молекулярную формулу предельной одноосновной кислоты, бариевая соль которой содержит 60,35% бария.

       Использование расчётных задач в школе позволяет в значительной мере решать основные функции обучения и воспитания. Представленные материалы призваны оказать содействие в организации эффективной подготовки к экзамену. Они также могут использованы на уроках в целях повторения, систематизации и обобщения знаний. В этом пособии учащиеся найдут реальные задания, которые были представлены на ЕГЭ в предыдущие годы.

ЕГЭ. Химические свойства амфотерных соединений

Правило 1. Амфотерными соединениями являются оксиды и гироксиды, имеющие в своем составе металл в степении окисения +3 или +4, а также оксиды и гидроксиды Zn, Be и Pb, например:

ZnO BeO Al2O3 Fe2O3* Cr2O3*
Zn(OH)2 Be(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Cr(OH)3
         
PbO PbO2 SnO SnO2  
Pb(OH)2 Pb(OH)4** Sn(OH)2 Sn(OH)4**  

*Оксиды железа и хрома реагируют с щелочами только при сплавлении.

**Представляют собой гидратированные диоксиды МO2 • хh3O.

Знание свойств соединений свинца и олова на ЕГЭ не проверяется.

 

Правило 2. В реакциях с растворами щелочей образуются комплексные соединения:

ZnO + 2NaOH + h3O → Na2[Zn(OH)4] (тетрагидроксоцинкат натрия)

Zn(OH)2 + NaOH → Na2[Zn(OH)4]                        

 

BeO + 2NaOH + h3O → Na2[Be(OH)4] (тетрагидроксобериллат натрия)

Be(OH)2 + NaOH → Na2[Be(OH)4]

 

Al2O3 + 2NaOH + 3h3O → 2Na[Al(OH)4] (тетрагидроксоалюминат натрия)

Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

 

Fe2O3 + NaOH → реакция не идет

Cr2O3 + NaOH → реакция не идет

Cr(OH)3 + 3NaOH → Na3[Cr(OH)6] (гексагидроксохромат натрия)

 

Правило 3. В реакциях сплавления с твердыми щелочами образуются соли соответствующих кислот (h3ZnO2, HAlO2 и др.):

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + h3O (цинкат натрия)

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2h3O (условно, кислота: h3ZnO2)

 

BeO + 2NaOH → Na2BeO2 + h3O (бериллат натрия)

Be(OH)2 + 2NaOH → Na2BeO2 + 2h3O (условно, кислота: h3BeO2)

 

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + h3O (алюминат натрия)

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2h3O (условно, кислота: HAlO2)

 

Cr2O3 + 2NaOH&nbsp →  2NaCrO2 + h3O (хромит натрия)

Cr2O3 + Na2CO3 → 2NaCrO2 + CO2

Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2h3O (условно, кислота HCrO2)

 

Fe2O3 + 2KOH → 2KFeO2 + h3O (феррит калия)

Fe(OH)3 + KOH → KFeO2 + 2h3O(условно, кислота HFeO2)

 

Правило 4. При сплавлении с карбонатами выделяется CO2:
2Al(OH)3 + Na2CO3 → 2NaAlO2 + 3h3O + CO2

 

Правило 5. Амфотерные оксиды взаимодействуют с карбонатами и сульфитами Na и K с выделением более летучего оксида:

Al2O3 + Na2CO3 → 2NaAlO2 + CO2­

Fe2O3 + Na2CO3 → 2NaFeO2 + CO2­

ZnO + Na2SO3 → Na2ZnO2 + SO2­

 

Правило 6. Соли соединений Zn, Be и Al разлагаются водой, кислотами, хлоридом аммония:

NaAlO2 + 2h3O → Na[Al(OH)4]

NaAlO2 + 4HCl → AlCl3 + NaCl + 2h3O (в избытке HCl)

NaAlO2 + HCl + h3O → NaCl + Al(OH)3 (в недостатке HCl)

NaAlO2 + Nh5Cl + h3O → Al(OH)3 + NaCl + Nh4­.

Амфотеризм и амфотеризм — что означают эти термины?