Лабораторный опыт 21
Получите нерастворимый гидроксид меди(II) реакцией обмена. Для этого в пробирку с 1 мл раствора сульфата меди(II) добавьте 2 мл раствора щёлочи. Пробирку с осадком гидроксида меди(II) закрепите в держателе или лапке штатива и нагрейте. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
При смешивании раствора сульфата меди(II) с раствором щёлочи сначала образуется голубой студенистый осадок гидроксида меди(II):
CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
При нагревании пробирки с осадком гидроксида меди(II) наблюдается изменение цвета осадка с голубого на чёрный, так как гидроксид меди(II) при нагревании разлагается с образованием чёрного осадка оксида меди(II) и воды:
Cu(OH)₂ → CuO↓ + H₂O
В результате реакции наблюдаем чёрный порошкообразный осадок.
Стр. 107
Проверьте свои знания
1. Дайте определение оснований, предложите классификацию по двум признакам и способы образования названий.
Основания — это сложные химические вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп (–OH). Основания можно классифицировать по двум основным признакам: по кислотности и по растворимости. По кислотности выделяют однокислотные (с одной гидроксогруппой, например, NaOH) и двухкислотные (с двумя гидроксогруппами, например, Ca(OH)₂) основания. По растворимости основания делятся на растворимые в воде (щёлочи, например, KOH, Ba(OH)₂) и нерастворимые (например, Cu(OH)₂, Fe(OH)₃).
Названия оснований образуются от слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже. Если металл проявляет переменную валентность, в названии указывают его валентность римскими цифрами в скобках после названия металла. Например, Cu(OH)₂ — гидроксид меди(II), Fe(OH)₃ — гидроксид железа(III).
2. Перечислите химические свойства оснований и подтвердите их уравнениями реакций.
Основания проявляют несколько типичных химических свойств.
При взаимодействии с кислотами основания образуют соль и воду, эта реакция называется нейтрализацией. Например:
Ba(OH)₂ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O.
Нерастворимые основания также могут вступать в реакцию с кислотами:
Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O.
Основания реагируют с кислотными оксидами, образуя соль и воду, например:
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O.
Растворимые основания вступают в реакцию с растворами солей, образуя нерастворимые основания или новые соли:
CuSO₄ + 2KOH → Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄.
Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду:
Cu(OH)₂ → CuO + H₂O.
3. Сравните свойства оснований со свойствами оксидов.
Основания и оксиды обладают как схожими, так и различными свойствами. Основные оксиды (оксиды металлов IА и IIА групп, кроме магния) и растворимые основания (щёлочи) могут взаимодействовать с кислотами и кислотными оксидами, образуя соль и воду. Это их общее свойство. Однако оксиды, в отличие от оснований, не содержат гидроксогрупп и не проявляют мыльных свойств, не окрашивают индикаторы, поскольку не создают щелочную среду без предварительного взаимодействия с водой. Кроме того, оксиды не разлагаются при нагревании так, как это делают нерастворимые основания. Таким образом, несмотря на определённое сходство в химическом поведении, основания отличаются от оксидов по структуре и некоторым характерным свойствам.