Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности– при полном сгорании кокса (см.) или при обжиге известняка:

СаСO ₃= СаО + СO ₂ (900—1200 °C)

в лаборатории– при обработке карбонатов (например, кусочков мрамора СаСO ₃) сильными кислотами:

СаСO _3(т)+ H ₂SO ₄= CaSO ₄↓ + Н ₂O + CO ₂↑

7.5.3. Карбонаты

Карбонат натрияNa ₂CO ₃.Оксосоль. Техническое название кальцинированная сода.Белый, при нагревании плавится и разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Образует декагидрат ( кристаллическая сода).Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Восстанавливается коксом. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакцияна ион СО ₃ ^2-– образование белого осадка карбоната бария, разлагаемого сильными кислотами (НCl, HNO ₃) с выделением углекислого газа.

Применяется для синтеза соединений натрия, устранения «постоянной» жесткости пресной воды, в производстве стекла, мыла и других моющих средств, целлюлозы, минеральных красок, эмалей. В природе содержится в грунтовых рассолах, рапе соляных озер.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности( способ Сольве,1861–1863):

а) через насыщенный раствор NaCl пропускают смесь NH ₃и СO ₂:

NaCl + NH ₃+ Н ₂O + СO ₂= NH ₄Cl + NaHCO ₃↓

(в этих условиях питьевая сода малорастворима);

б) осадок NaHCO ₃подвергают обезвоживанию ( кальцинированию):

2NaHCO ₃= Na ₂CO ₃+ Н ₂O + СO ₂

Карбонат калияК ₂СO ₃.Оксосоль. Техническое название поташ.Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Очень хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Вступает в реакции ионного обмена.

Применяется в производстве оптического стекла, жидкого мыла, минеральных красок, многих соединений калия, как дегидратирующий агент.

Уравнения важнейших реакций:

Получениев промышленности:

а) нагревание сульфата калия [природное сырье – минералы каинитKMg(SO ₄)Cl ЗН ₂O и шёнитK ₂Mg(SO ₄) ₂ • 6Н ₂O] с гашёной известью Са(ОН) ₂в атмосфере СО (давление = 15 атм):

K ₂SO ₄+ Са(ОН) ₂+ 2СО = 2K(HCOO) + CaSO ₄

б) прокаливание формиата калия К(НСОО) на воздухе:

2K(HCOO) + O ₂= К ₂СO ₃+ Н ₂O + СO ₂

Гидрокарбонат натрияNaHCO ₃.Кислая оксосоль. Техническое название питьевая сода.Белый рыхлый порошок. При слабом нагревании разлагается без плавления, во влажном состоянии начинает разлагаться при комнатной температуре. Умеренно растворим в воде, гидролизуется по аниону в небольшой степени. Разлагается кислотами, нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакцияна ион НСОд – образование белого осадка карбоната бария при действии баритовой воды и разложение осадка сильными кислотами (НCl, HNO ₃) с выделением углекислого газа. Применяется в пищевой промышленности, как лекарственное средство.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: насыщение раствора Na ₂CO ₃(см.) углекислым газом.

Карбонат кальцияСаСO ₃.Оксосоль. Распространенное природное вещество, главная составная часть осадочной горной породы – известняка (его разновидности – мел, мрамор, известковый туф, мергель), чистый СаСO ₃в природе – это минерал кальцит.Белый, при прокаливании разлагается, плавится под избыточным давлением СO ₂. Нерастворим в воде (= 0,0007 г/100 г Н ₂O).

Реагирует с кислотами, солями аммония в горячем растворе, коксом. Переводится в раствор действием избытка углекислого газа с образованием гидрокарбоната Са(НСO ₃) ₂(существует только в растворе), который определяет «временную» жесткость пресной воды (вместе с солями магния и железа). Устранение жесткости (умягчение воды) проводится кипячением или нейтрализацией гашёной известью.

Применяется для производства СаО, СO ₂, цемента, стекла и минеральных удобрений [в том числе известковой селитрыCa(NO ₃) ₂4Н ₂O], как наполнитель бумаги и резины, строительный камень (щебень) и компонент бетона и шифера, в виде осажденного порошка – для изготовления школьных мелков, зубных порошков и паст, смесей для побелки помещений.

Уравнения важнейших реакций:

7.5.4. Кремний

Кремний– элемент 3-го периода и IVA-группы Периодической системы, порядковый номер 14. Электронная формула атома [ ₁₀Ne]3s ²3p ². Характерная степень окисления в соединениях +IV.

Шкала степеней окисления кремния:

Электроотрицательность кремния невысока для неметаллов (2,25). Проявляет неметаллические (кислотные) свойства; образует оксиды, кремниевые кислоты, очень большое число солей – силикатов в виде цепей, лент и трехмерных сеток тетраэдров [SiO ₄], бинарные соединения. В настоящее время широко развивается химия органических соединений кремния со связями Si – С и кремнийорганических полимеров – силиконов и силиконовых каучуков со связями Si – Si, Si – О и Si – С.

Важнейший элемент неживой природы, второйпо химической распространенности. Встречается только в связанном виде. Жизненно важный элемент для многих организмов.

КремнийSi.Простое вещество. Крупнокристаллический – темно-серый, с металлическим блеском, весьма твердый, очень хрупкий, непрозрачный, тугоплавкий, распространенный полупроводник. Кристаллическая решетка – атомная, связи Si – Si очень прочные. Аморфный – белый или желто-коричневый (с примесями, в основном Fe), химически более активен. Устойчив на воздухе (покрыт прочной оксидной пленкой), не реагирует с водой. Реагирует с HF (конц.), щелочами. Окисляется кислородом, хлором. Восстанавливается магнием. Спекается с графитом. Промышленно важным является сплав с железом – ферросилиций(12–90 % Si). Применяется как легирующая добавка в стали и сплавы цветных металлов, компонент полупроводниковых материалов для микроэлектроники, основа силиконов.

Уравнения важнейших реакций: