Гидроксид кальция: способы получения и химические свойства

Гидроксид кальция Ca(OH)₂ — неорганическое соединение. Белый, при нагревании разлагается без плавления. Проявляет основные свойства.

Относительная молекулярная масса M_r = 74,09; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,08.

Способы получения

1. Гидроксид кальция получают в результате взаимодействия гидрида кальция и воды , на выходе образуется водород и гидроксид кальция :

2 . При взаимодействии кальция с водой при комнатной температуре образуется гидроксид кальция и водород:

3. Оксид кальция при взаимодействии с водой при комнатой температуре образует гидроксид кальция:

Качественная реакция

Качественная реакция на гидроксид кальция — окрашивание фенолфталеина в малиновый цвет .

Химические свойства

1. Гидроксид кальция вступает в реакцию с простыми веществами :

1.1. Холодный гидроксид кальция (суспензия) взаимодействует с хлором и образует гипохлорит кальция, хлорид кальция и воду:

если с хлором реагирует горячий гидроксид кальция (суспензия), то в итоге образуется хлорат кальция, хлорид кальция и вода:

2. Гидроксид кальция взаимодействует со сложными веществами :

2.1. Гидроксид кальция реагирует с кислотами:

2.1.1. В результате реакции между гидроксидом кальция и разбавленной соляной кислотой образуется хлорид кальция и вода:

2.1.2. Гидроксид кальция взаимодействует с серной кислотой, образуя сульфат кальция и воду:

2.1.3. В результате взаимодействия гидроксида кальция и разбавленной фосфорной кислоты образуется фосфат кальция и вода:

если с гидроксидом кальция будет взаимодействовать концентрированная фосфорная кислота , то в результате реакции образуется гидрофосфат кальция и вода:

2.1.4. С гидроксидом кальция реагирует сероводородная кислота , образуя гидросульфид кальция и воду:

2.2. Гидроксид кальция взаимодействует с оксидами:

2.2.1. В результате взаимодействия гидроксида кальция и углекислого газа образуется карбонат кальция и вода:

если с углекислым газом реагирует карбонат кальция в виде суспензии, то образуется гидрокарбонат кальция в растворе:

2.2.2. Гидроксид кальция вступает в реакцию с оксидом серы (IV) , образуя на выходе сульфит кальция и воду:

если с оксидом серы (IV) взаимодействует гидроксид кальция в виде суспензии, то на выходе происходит образование гидросульфита кальция в растворе:

2.4. Гидроксид кальция реагирует с солями :

2.4.1. Гидроксид кальция (суспензия) взаимодействует с холодным гипохлоритом натрия , образуя гипохлорит кальция и гидроксид натрия:

Ca(OH)₂ + 2NaClO = Ca(ClO)₂↓ + 2NaOH

2.5. Гидроксид кальция взаимодействует с пероксидом водорода при 40 — 50º С с образованием пероксида кальция и воды:

3. Гидроксид кальция разлагается при температуре 520 — 580º С, образуя на выходе оксид кальция и воду:

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Вопрос А8 ГИА (ОГЭ по химии —

Ре­ак­ции ионного об­ме­на и усло­вия их осуществления

Реакции обмена протекают только тогда, когда образуется малорастворимое соединение (осадок), легколетучее вещество (газ), малодиссоциирующее соединение (очень слабый электролит, в том числе и вода)

• Все растворимые вещества записывают в виде ионов (см. таблицу растворимости — «Р» )

исключение – гидроксид кальция, который, хотя и обозначен буквой «М», все же в водном растворе хорошо диссоциирует на ионы.

• В виде молекул (не разлагаем на ионы) пишем простые вещества, оксиды , газообразные вещества, воду, нерастворимые соединений (в таблице растворимости — буквоа «Н»).
• Чтобы получить сокращенное ионное уравнение, убираем ионы, одинаковые в реагентах и продуктах

Ре­ак­ции ионного об­ме­на

Укажитие реакцию ионного обмена веществ, которая идет необратимо:

1. гидроксид лития и фосфат натрия;
2. серная кислота и фторид натрия;
3. нитрат бария и бромид калия;
4. йодид меди и хлорид кальция

Запишем все реакции:

Обычно про щелочные металлы говорят, что все их соединения растворимы в воде, поэтому качественная реакция на них — цвет пламени. Это действительно так, кроме одного соединения — фосфат лития — Li₃PO₄ — белый осадок

Ответ: 1)

Взаимодействие железа с соляной кислотой соответствует сокращенному ионному уравнению:

напишем само уравнение (в молекулярной форме):

Fe + 2H + + 2Cl — = Fe 2+ + 2Cl — +H₂

Fe 2+ + 2H + = Fe + H₂

«Обратная» задача:

сокращенное ионное уравнение: NH₄ + + OH — -> NH₃ + H₂O соответствует молекулярному уравнению:

Чтобы вещества распадались ( и мы могли их записать в виде ионов), они должны быть растворимы.

По таблице растовримости это соответствует хлориду аммония и щелочи

Оса­док об­ра­зу­ет­ся при вза­и­мо­дей­ствии вод­ных рас­тво­ров:

1. сульфида натрия и азотной кислоты;
2. бромоводородной кислоты и гидроксида аммония;
3. хлорида алюминия и карбоната натрия
4. кремниевой кислоты и гидроксида лития

1. Na₂S + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂S ↑;
2. HBr + NH₄OH = NH₄Br + H₂O
3. смотрим в таблицу растворимости — карбонат алюминия в водном растворе не существует, но, еще один реагент — вода , значит, реакция будет протекать следующим образом:
   2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ ↓ + 6NaCl + 3CO₂
4. H₂SiO₃ + 2LiOH = Li₂SiO₃ + H₂O

Как составлять ионные уравнения. Задача 31 на ЕГЭ по химии

Достаточно часто школьникам и студентам приходится составлять т. н. ионные уравнения реакций. В частности, именно этой теме посвящена задача 31, предлагаемая на ЕГЭ по химии. В данной статье мы подробно обсудим алгоритм написания кратких и полных ионных уравнений, разберем много примеров разного уровня сложности.

Зачем нужны ионные уравнения

Напомню, что при растворении многих веществ в воде (и не только в воде!) происходит процесс диссоциации — вещества распадаются на ионы. Например, молекулы HCl в водной среде диссоциируют на катионы водорода (H + , точнее, H 3 O + ) и анионы хлора (Cl — ). Бромид натрия (NaBr) находится в водном растворе не в виде молекул, а в виде гидратированных ионов Na + и Br — (кстати, в твердом бромиде натрия тоже присутствуют ионы).

Записывая «обычные» (молекулярные) уравнения, мы не учитываем, что в реакцию вступают не молекулы, а ионы. Вот, например, как выглядит уравнение реакции между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Разумеется, эта схема не совсем верно описывает процесс. Как мы уже сказали, в водном растворе практически нет молекул HCl, а есть ионы H + и Cl — . Так же обстоят дела и с NaOH. Правильнее было бы записать следующее:

H + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H 2 O. (2)

Это и есть полное ионное уравнение . Вместо «виртуальных» молекул мы видим частицы, которые реально присутствуют в растворе (катионы и анионы). Не будем пока останавливаться на вопросе, почему H 2 O мы записали в молекулярной форме. Чуть позже это будет объяснено. Как видите, нет ничего сложного: мы заменили молекулы ионами, которые образуются при их диссоциации.

Впрочем, даже полное ионное уравнение не является безупречным. Действительно, присмотритесь повнимательнее: и в левой, и в правой частях уравнения (2) присутствуют одинаковые частицы — катионы Na + и анионы Cl — . В процессе реакции эти ионы не изменяются. Зачем тогда они вообще нужны? Уберем их и получим краткое ионное уравнение:

H + + OH — = H 2 O. (3)

Как видите, все сводится к взаимодействию ионов H + и OH — c образованием воды (реакция нейтрализации).

Все, полное и краткое ионные уравнения записаны. Если бы мы решали задачу 31 на ЕГЭ по химии, то получили бы за нее максимальную оценку — 2 балла.

Итак, еще раз о терминологии:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O — молекулярное уравнение («обычное» уравнения, схематично отражающее суть реакции);
• H + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H 2 O — полное ионное уравнение (видны реальные частицы, находящиеся в растворе);
• H + + OH — = H 2 O — краткое ионное уравнение (мы убрали весь «мусор» — частицы, которые не участвуют в процессе).

Алгоритм написания ионных уравнений

1. Составляем молекулярное уравнение реакции.
2. Все частицы, диссоциирующие в растворе в ощутимой степени, записываем в виде ионов; вещества, не склонные к диссоциации, оставляем «в виде молекул».
3. Убираем из двух частей уравнения т. н. ионы-наблюдатели, т. е. частицы, которые не участвуют в процессе.
4. Проверяем коэффициенты и получаем окончательный ответ — краткое ионное уравнение.

Пример 1 . Составьте полное и краткое ионные уравнения, описывающие взаимодействие водных растворов хлорида бария и сульфата натрия.

Решение . Будем действовать в соответствии с предложенным алгоритмом. Составим сначала молекулярное уравнение. Хлорид бария и сульфат натрия — это две соли. Заглянем в раздел справочника «Свойства неорганических соединений». Видим, что соли могут взаимодействовать друг с другом, если в ходе реакции образуется осадок. Проверим:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 &#x2193 + 2NaCl.

Таблица растворимости подсказывает нам, что BaSO 4 действительно не растворяется в воде (направленная вниз стрелка, напомню, символизирует, что данное вещество выпадает в осадок). Молекулярное уравнение готово, переходим к составлению полного ионного уравнения. Обе соли, присутствующие в левой части, записываем в ионной форме, а вот в правой части оставляем BaSO 4 в «молекулярной форме» (о причинах этого — чуть позже!) Получаем следующее:

Ba 2+ + 2Cl — + 2Na + + SO 4 2- = BaSO 4 &#x2193 + 2Cl — + 2Na + .

Осталось избавиться от балласта: убираем ионы-наблюдатели. В данном случае в процессе не участвуют катионы Na + и анионы Cl — . Стираем их и получаем краткое ионное уравнение:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 &#x2193.

А теперь поговорим подробнее о каждом шаге нашего алгоритма и разберем еще несколько примеров.

Как составить молекулярное уравнение реакции

Должен сразу вас разочаровать. В этом пункте не будет однозначных рецептов. Действительно, вряд ли можно рассчитывать, что я смогу разобрать здесь ВСЕ возможные уравнения реакций, которые могут встретиться вам на ЕГЭ или ОГЭ по химии.

Ваш помощник — раздел «Свойства неорганических соединений». Если вы хорошо знакомы с четырьмя базовыми классами неорганических веществ (оксиды, основания, кислоты, соли), если вам известны химические свойства этих классов и методы их получения, можете на 95% быть уверены в том, что у вас не будет проблем на экзамене с написанием молекулярных уравнений.

Оставшиеся 5% — это некоторые «специфические» реакции, которые мы не сможем перечислить. Не будем лить слез по поводу этих 5%, а вспомним лучше номенклатуру и химические свойства базовых классов неорганических веществ. Три задания для самостоятельной работы:

Упражнение 1 . Напишите молекулярные формулы следующих веществ: оксид фосфора (V), нитрат цезия, сульфат хрома (III), бромоводородная кислота, карбонат аммония, гидроксид свинца (II), фосфат стронция, кремниевая кислота. Если при выполнении задания у вас возникнут проблемы, обратитесь к разделу справочника «Названия кислот и солей».

Упражнение 2 . Дополните уравнения следующих реакций:

1. KOH + H 2 SO 4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O=
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg(NO 3 ) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

Упражнение 3 . Напишите молекулярные уравнения реакций (в водном растворе) между: а) карбонатом натрия и азотной кислотой, б) хлоридом никеля (II) и гидроксидом натрия, в) ортофосфорной кислотой и гидроксидом кальция, г) нитратом серебра и хлоридом калия, д) оксидом фосфора (V) и гидроксидом калия.

Искренне надеюсь, что у вас не возникло проблем с выполнением этих трех заданий. Если это не так, необходимо вернуться к теме «Химические свойства основных классов неорганических соединений».

Как превратить молекулярное уравнение в полное ионное уравнение

Начинается самое интересное. Мы должны понять, какие вещества следует записывать в виде ионов, а какие — оставить в «молекулярной форме». Придется запомнить следующее.

В виде ионов записывают:

• растворимые соли (подчеркиваю, только соли хорошо растворимые в воде);
• щелочи (напомню, что щелочами называют растворимые в воде основания, но не NH 4 OH);
• сильные кислоты (H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, HBr, HI, HClO 4 , HClO 3 , H 2 SeO 4 , . ).

Как видите, запомнить этот список совсем несложно: в него входят сильные кислоты и основания и все растворимые соли. Кстати, особо бдительным юным химикам, которых может возмутить тот факт, что сильные электролиты (нерастворимые соли) не вошли в этот перечень, могу сообщить следующее: НЕвключение нерастворимых солей в данный список вовсе не отвергает того, что они являются сильными электролитами.

Все остальные вещества должны присутствовать в ионных уравнениях в виде молекул. Тем требовательным читателям, которых не устраивает расплывчатый термин «все остальные вещества», и которые, следуя примеру героя известного фильма, требуют «огласить полный список» даю следующую информацию.

В виде молекул записывают:

• все нерастворимые соли;
• все слабые основания (включая нерастворимые гидроксиды, NH 4 OH и сходные с ним вещества);
• все слабые кислоты (H 2 СO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, практически все органические кислоты . );
• вообще, все слабые электролиты (включая воду. );
• оксиды (всех типов);
• все газообразные соединения (в частности, H 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 S, CO);
• простые вещества (металлы и неметаллы);
• практически все органические соединения (исключение — растворимые в воде соли органических кислот).

Уф-ф, кажется, я ничего не забыл! Хотя проще, по-моему, все же запомнить список N 1. Из принципиально важного в списке N 2 еще раз отмечу воду.

Пример 2 . Составьте полное ионное уравнение, описывающие взаимодействие гидроксида меди (II) и соляной кислоты.

Решение . Начнем, естественно, с молекулярного уравнения. Гидроксид меди (II) — нерастворимое основание. Все нерастворимые основания реагируют с сильными кислотами с образованием соли и воды:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

А теперь выясняем, какие вещества записывать в виде ионов, а какие — в виде молекул. Нам помогут приведенные выше списки. Гидроксид меди (II) — нерастворимое основание (см. таблицу растворимости), слабый электролит. Нерастворимые основания записывают в молекулярной форме. HCl — сильная кислота, в растворе практически полностью диссоциирует на ионы. CuCl 2 — растворимая соль. Записываем в ионной форме. Вода — только в виде молекул! Получаем полное ионное уравнение:

Сu(OH) 2 + 2H + + 2Cl — = Cu 2+ + 2Cl — + 2H 2 O.

Пример 3 . Составьте полное ионное уравнение реакции диоксида углерода с водным раствором NaOH.

Решение . Диоксид углерода — типичный кислотный оксид, NaOH — щелочь. При взаимодействии кислотных оксидов с водными растворами щелочей образуются соль и вода. Составляем молекулярное уравнение реакции (не забывайте, кстати, о коэффициентах):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 — оксид, газообразное соединение; сохраняем молекулярную форму. NaOH — сильное основание (щелочь); записываем в виде ионов. Na 2 CO 3 — растворимая соль; пишем в виде ионов. Вода — слабый электролит, практически не диссоциирует; оставляем в молекулярной форме. Получаем следующее:

СO 2 + 2Na + + 2OH — = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Пример 4 . Сульфид натрия в водном растворе реагирует с хлоридом цинка с образованием осадка. Составьте полное ионное уравнение данной реакции.

Решение . Сульфид натрия и хлорид цинка — это соли. При взаимодействии этих солей выпадает осадок сульфида цинка:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS&#x2193 + 2NaCl.

Я сразу запишу полное ионное уравнение, а вы самостоятельно проанализируете его:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl — = ZnS&#x2193 + 2Na + + 2Cl — .

Предлагаю вам несколько заданий для самостоятельной работы и небольшой тест.

Упражнение 4 . Составьте молекулярные и полные ионные уравнения следующих реакций:

1. NaOH + HNO 3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca(NO 3 ) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Упражнение 5 . Напишите полные ионные уравнения, описывающие взаимодействие: а) оксида азота (V) с водным раствором гидроксида бария, б) раствора гидроксида цезия с иодоводородной кислотой, в) водных растворов сульфата меди и сульфида калия, г) гидроксида кальция и водного раствора нитрата железа (III).

В следующей части статьи мы научимся составлять краткие ионные уравнения и разберем большое количество примеров. Кроме того, мы обсудим специфические особенности задания 31, которое вам предстоит решать на ЕГЭ по химии.