Решебник по химии 8 класс. Рудзитис ФГОС §44

Амфотерные оксиды и гидроксиды

Вопросы

1. Повторите классификацию оксидов и гидроксидов.

Оксиды — это бинарные соединения кислорода с другим элементом. По химическим свойствам они делятся на:

— Основные оксиды (Na₂O, CaO) — реагируют с кислотами;

— Кислотные оксиды (CO₂, SO₃) — реагируют со щелочами;

— Амфотерные оксиды (ZnO, Al₂O₃) — реагируют и с кислотами, и со щелочами;

— Несолеобразующие оксиды (NO, CO) — не образуют солей при реакции с кислотами или основаниями.

Гидроксиды — это соединения металлов с гидроксид-ионом (OH⁻). Их классифицируют так:

— Щелочи — растворимые в воде основания (NaOH, KOH);

— Нерастворимые основания (Cu(OH)₂, Fe(OH)₃);

— Амфотерные гидроксиды (Zn(OH)₂, Al(OH)₃) — реагируют и с кислотами, и со щелочами.

2. Какие химические свойства характерны для оснований?

Для оснований характерны следующие химические свойства:

— Они реагируют с кислотами с образованием соли и воды:

(2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O);

— Реагируют с кислотными оксидами:

(2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O);

— Щелочи вступают в реакции обмена с солями, если образуется осадок или газ:

(2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄);

— Реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами, образуя комплексные соли:

(Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]).

Эти реакции доказывают, что основания проявляют свойства типичных электронных доноров — оснований Брёнстеда и Льюиса.

Стр. 157

Лабораторный опыт

Взаимодействие гидроксида цинка с растворами кислот и щелочей

На первом этапе лабораторного опыта при взаимодействии раствора сульфата цинка с раствором гидроксида натрия образуется белый осадок гидроксида цинка. Реакция протекает по уравнению:

(ZnSO₄ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄).

Далее, если в одну пробирку с осадком гидроксида цинка добавить кислоту (например, соляную), то осадок растворится. Происходит реакция между основанием и кислотой, в результате которой образуются соль и вода:

(Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O).

Во второй пробирке, куда добавлен избыток гидроксида натрия, осадок также растворяется, потому что гидроксид цинка взаимодействует со щёлочью как кислотный гидроксид, образуя комплексную соль:

(Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]).

Это доказывает, что гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства — он реагирует как с кислотами, так и с щелочами.

Для сравнения получают гидроксид магния, например, по реакции:

(MgSO₄ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + Na₂SO₄).

Если к осадку Mg(OH)₂ добавить кислоту, то он растворится:

(Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O).

А при добавлении избытка щёлочи осадок не растворится, потому что гидроксид магния не является амфотерным, он проявляет только основные свойства и не взаимодействует со щёлочами.

Таким образом, гидроксид цинка отличается от гидроксида магния тем, что способен реагировать не только с кислотами, но и со щелочами, проявляя амфотерные свойства. Гидроксид магния — типичный нерастворимый в воде основной гидроксид, он реагирует только с кислотами.

Стр. 157

Подумай, ответь, выполни

1. Что означает слово «амфотерный»?

Слово «амфотерный» происходит от греческого слова «амфотерос», что означает «оба», «и тот, и другой». Это название подчёркивает двойственную природу таких веществ: они могут проявлять как кислотные, так и основные свойства. Амфотерные соединения способны реагировать как с кислотами, так и со щелочами, в зависимости от условий. Такое поведение отличает их от обычных кислотных или основных оксидов и гидроксидов, которые реагируют только с веществами противоположной природы.

2. В чём особенность химических свойств амфотерных оксидов?

Химическая особенность амфотерных оксидов заключается в том, что они могут вступать в реакцию как с кислотами, так и со щелочами. С кислотами амфотерные оксиды реагируют как основные оксиды, образуя соли и воду. Например, оксид цинка реагирует с соляной кислотой:

(ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O).

С щелочами эти же оксиды проявляют кислотные свойства, вступая в реакцию с образованием комплексных солей. Пример:

(ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]).

Таким образом, главная особенность амфотерных оксидов — их двойственное поведение, позволяющее им быть и кислотными, и основными в зависимости от среды.

3. Напишите уравнение реакции, протекающей между оксидом алюминия и оксидом серы(VI).

Оксид алюминия (Al₂O₃) — амфотерный, а оксид серы(VI) (SO₃) — кислотный. При сплавлении они взаимодействуют с образованием соли — сульфата алюминия:

(Al₂O₃ + 3SO₃ → Al₂(SO₄)₃).

4. Допишите уравнения химических реакций.

1. Be(OH)₂ + NaOH (сплавление) → ... + ...

2. Be(OH)₂ + HCl → ... + ...

При сплавлении гидроксида бериллия с гидроксидом натрия происходит образование комплексной соли — тетрагидроксобериллата натрия:

(Be(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Be(OH)₄]).

При взаимодействии гидроксида бериллия с соляной кислотой происходит реакция нейтрализации, в результате которой образуется соль — хлорид бериллия, и вода:

(Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O).

5. К раствору, содержащему избыток хлорида железа(III), прилили раствор, содержащий 240 г гидроксида натрия. Определите массу и количество вещества образовавшегося гидроксида железа(III).

Запишем уравнение реакции:

(FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl).

Найдём количество вещества гидроксида натрия:

Mr(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль,

n(NaOH) = 240 г / 40 г/моль = 6 моль.

По уравнению реакции:

3 моль NaOH → 1 моль Fe(OH)₃,

тогда 6 моль NaOH → 2 моль Fe(OH)₃.

Найдём массу Fe(OH)₃:

Mr(Fe(OH)₃) = 56 + 3×(16 + 1) = 56 + 51 = 107 г/моль,

m = 2 моль × 107 г/моль = 214 г.

Ответ: Количество вещества Fe(OH)₃ — 2 моль, масса — 214 г.

Стр. 158

Тестовые задания

1. Формулы только амфотерных оксидов приведены в ряду

1. CO₂, Na₂O, Fe₂O₃

2. BeO₂, Al₂O₃, ZnO

3. P₂O₅, MgO, SO₂

4. K₂O, CuO, SiO₂

Правильный вариант — 2) BeO₂, Al₂O₃, ZnO, поскольку все перечисленные оксиды являются амфотерными — то есть способны реагировать и с кислотами, и со щелочами.

BeO₂ — оксид бериллия,

Al₂O₃ — оксид алюминия,

ZnO — оксид цинка.

2. Амфотерные оксиды

1. взаимодействуют только со щелочами

2. взаимодействуют только с кислотами

3. взаимодействуют и с кислотами, и со щелочами

4. не взаимодействуют ни с кислотами, ни со щелочами

Правильный вариант — 3) взаимодействуют и с кислотами, и со щелочами.

Это и есть основное химическое свойство амфотерных оксидов. Именно по этой причине они и называются «амфотерными» (от греческого «оба»).

3. Из приведённых уравнений химических реакций выберите те, которые характеризуют амфотерный характер гидроксида.

1. K₂O + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O

2. Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O

3. KOH + HCl → KCl + H₂O

4. Be(OH)₂(тв.) + 2KOH(тв.) → K₂BeO₂ + 2H₂O

Амфотерный характер проявляется в способности реагировать и с кислотами, и со щелочами. Так ведёт себя Be(OH)₂ (гидроксид бериллия).

Подходящие уравнения:

2) Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O — реакция с кислотой,

4) Be(OH)₂ + 2KOH → K₂BeO₂ + 2H₂O — реакция со щёлочью.

Правильный ответ: 2 и 4.

Стр. 159