Здравствуйте, уважаемые читатели!
РИО (реакциям ионного обмена) в формате ЕГЭ по химии посвящены 7 и 31 задание. Сегодня я хочу остановиться на 31 задании. В нем необходимо выбрать вещества, вступающие в РИО с заданным признаком, и написать молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения соответствующей реакции. В качестве РИО рассматриваются 4 блока реакций:
В данной статье будут рассмотрены те РИО, в которых участвуют кислые соли. Как видно из вышеприведенной схемы, с кислыми солями могут реагировать сильные кислоты (тип 1), растворимые основания (тип 3) и растворимые соли (тип 4). Причем, вероятность протекания соответствующей реакции напрямую определяется составом соли, вернее, ее кислотного остатка. Поведение в РИО кислых солей слабых кислот и кислых солей сильной кислоты (гидросульфатов) различно. В то время как среда водных растворов кислых солей слабых кислот вследствие гидролиза слабощелочная (рН 8,5-9), водные растворы гидросульфатов имеют слабокислую среду (рН 4,3-4,5).
1. РИО с участием кислых солей слабых кислот (гидросульфидов, гидрокарбонатов, гидросульфидов, гидросиликатов, гидро- и дигидрофосфатов).
а) Кислые соли слабых кислот + сильные кислоты:
NaHS+HCl=H2S+NaCl (признак реакции - газ)
NaHCO3+HNO3=H2O+CO2+NaNO3(признак реакции - газ)
2NaHSiO3+H2SO4=2H2SiO3+Na2SO4(признак реакции - осадок)
Фосфорная кислота может вытеснять более слабые кислоты из их солей (карбонатов, сульфидов):
NaHCO3+H3PO4=H2O+CO2+NaH2PO4 (признак реакции - газ)
NaHS+H3PO4=H2S+NaH2PO4(признак реакции - газ)
б) Щелочи (избыток/недостаток) + кислые соли слабых кислот
2NaHCO3 (избыток)+Ca(OH)2= CaCO3+Na2CO3+ 2H2O (признак реакции - осадок)
NaHCO3 +Ca(OH)2(избыток)= CaCO3+NaOH+ H2O (признак реакции - осадок)
2NH4HCO3(избыток) + Ba(OH)2= BaCO3+(NH4)2CO3 +2H2O(признак реакции- осадок)
NH4HCO3 + Ba(OH)2 (избыток)= BaCO3+NH3+2H2O (признаки реакции- осадок и газ)
в)Кислые соли слабых кислот + другие растворимые соли.
В этом блоке реакций кислые соли реагируют только по четырем направлениям, а именно:
--- реакции совместного гидролиза(выделяются осадок и газ):
AlCl3+3NaHCO3=Al(OH)3+3CO2+3NaCl
---гидрофосфаты натрия, калия, аммония со средними солями кальция, магния, бария и др., при этом выпадает в осадок нерастворимый гидрофосфат
Na2HPO4+MgCl2=MgHPO4 (осадок) + 2NaCl
------кислые соли слабых кислот с растворами гидросульфатов
NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+CO2+H2O(признак реакции - газ)
--------Кислые соли слабых кислот и щелочно-земельных металлов (+ магния) со средними солями многоосновных кислот
3Mg(HCO3)2+2Na3PO4= Mg3(PO4)2 + 6NaHCO3(признак реакции- осадок)
2. Реакции кислых солей сильной кислоты (гидросульфатов )
Поскольку серная кислота - сильная кислота, она не может быть вытеснена другими сильными кислотами, поэтому гидросульфаты вступают только в реакции с растворами оснований и солей.
а) РИО с растворами оснований:
NaHSO4+ NaOH=Na2SO4+H2O
NaHSO4 +Ba(OH)2 (избыток)=BaSO4+ NaOH+H2O (признак реакции - осадок)
2NaHSO4 +Ba(OH)2 (недостаток)=BaSO4+ Na2SO4+2H2O(признак реакции - осадок)
Так как гидросульфаты проявляют кислотные свойства (рН 0, 1 М раствора NaHSO4= 4,3), наряду со щелочами они будут реагировать и с раствором аммиака:
2NaHSO4+2NH3*H2O =Na2SO4+(NH4)2SO4 +2H2O
б) РИО с солями:
----+ растворы средних солей
NaHSO4 + BaCl2= BaSO4+ HCl+NaCl(признак реакции - осадок)
-----+ растворы кислых солей слабых кислот
NaHS+NaHSO4=Na2SO4+H2S(признак реакции - газ)
-----+ нерастворимые соли более слабых кислот (карбонаты)
2NaHSO4 + BaСO3= BaSO4+ СO2+Na2SO4 + Н2О(признак реакции - газ)
2NaHSO4 + MgСO3= MgSO4+ СO2+Na2SO4 + Н2О(признак реакции - растворение осадка, выделение газа )
------+ основные соли щелочноземельных металлов
NaHSO4 + CaOHCl= CaSO4+ NaCl +H2O(признак реакции - осадок)
Т. о, несмотря на общность классификации ( как кислые соли слабых кислот, так и гидросульфаты относятся к одному классу кислых солей), их химические свойства применительно к РИО имеют существенные различия.
Кислые соли слабых кислот, водные растворы которых имеют слабощелочную среду, вступают в РИО с сильными и средними кислотами, щелочами, а также в реакции совместного гидролиза.
Для гидросульфатов, проявляющих в растворах свойства кислот средней силы, характерны РИО со щелочами, раствором аммиака, кислыми и нерастворимыми солями слабых кислот, основными солями щелочноземельных металлов.
Всего доброго!