Li s уравнение химической реакции

Сульфид лития: способы получения и химические свойства

Сульфид лития Li₂S — светло-желтое вещество, плавится без разложения. Хорошо растворяется в воде (сильный гидролиз по аниону). Кристаллогидратов не образует.

Относительная молекулярная масса Mr = 45,95; относительная плотность по тв. и ж. состоянию d = 1,66; t_пл = 950º C.

Способ получения

1. Сульфид лития можно получить путем взаимодействия лития и серы при температуре выше 130º C:

2Li + S = Li₂S

2. При температуре 300–350º C, в результате взаимодействия гидрида лития и серы , образуется сульфид лития и сероводородная кислота:

2LiH + 2S = Li₂S + H₂S

3. Оксид лития реагирует с сероводородной кислотой при температуре 900–1000º C. При этом образуются сульфид лития и вода:

4. При взаимодействии с углеродом сульфат лития при температуре 800–900º C образует сульфид лития и угарный газ:

5. При температуре 600–700º C сульфат лития реагирует с водородом . Взаимодействие сульфата лития с водородом приводит к образованию сульфида лития и воды:

Качественная реакция

Качественная реакция на сульфид лития — взаимодействие его с хлоридом меди, в результате реакции происходит образование черного осадка:

1. При взаимодействии с хлоридом меди , сульфид лития образует осадок сульфид меди и хлорид лития:

CuCl₂ + Li₂S = CuS↓ + 2LiCl

Химические свойства

1. Сульфид лития реагирует с холодной водой и кислородом с образованием осадка серы и гидроксида лития:

2. Сульфид лития может реагировать с простыми веществами :

Сульфид лития реагирует с кислородом при температуре выше 300º C. При этом образуются сульфат лития:

3. Сульфид лития вступает в реакцию со многими сложными веществами :

3.1. Сульфид лития способен реагировать со многими кислотами :

3.1.1. Сульфид лития реагирует с разбавленной хлороводородной кислотой . Взаимодействие сульфида лития с хлороводородной кислотой приводит к образованию хлорида лития и газа сероводорода:

Li₂S + 2HCl = 2LiCl + H₂S↑

3.1.2. Сульфид лития взаимодействует с концентрированной серной кислотой . При этом образуются гидросульфат лития, газ оксид серы, осадок сера и вода:

3.1.3. При взаимодействии сульфида лития с концентрированной азотной кислотой выделяются нитрат лития, газ оксид азота, осадок сера и вода:

3.1.4 . Взаимодействуя с насыщенной сероводородной кислотой холодный сульфид лития образует гидросульфид лития:

Li₂S + H₂S = 2LiHS

Расставьте коэффициенты в следующих схемах реакций:

Fe + Cl₂ → FeCl₃
WO₃ + H₂ → W + H₂O
Al + S → Al₂S₃
Li + O₂ → Li₂O

Fe + Cl₂ → FeCl₃
Справа мы видим 3 атома хлора, а слева их два. Наименьшее кратное для обоих чисел – шесть. Ставим коэффициент 2 у хлорида железа и коэффициент 3 у молекулы хлора:
Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃
Проверяем число атомов: справа у нас два атома железа, а слева – один. Значит осталось уравнять железо:
2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

WO₃ + H₂ → W + H₂O
В этой схеме мы видим, что число атомов водорода и вольфрама одинаково в обеих частях. Но вот кислорода слева 3 атома, а справа – один. Поставим коэффициент 3 у молекулы воды:
WO₃ + H₂ → W + 3H₂O
Теперь у нас справа 6 атомов водорода, а слева – два. Наименьшее кратное – три. Ставим коэффициент 3 у молекулы водорода:
WO₃ + 3H₂ → W + 3H₂O
Теперь число всех атомов сравнялось и мы можем поставить знак равенства. WO₃ + 3H₂ = W + 3H₂O

Al + S → Al₂S₃
Здесь в левой части схемы нет молекул, поэтому всё просто. В правой части у нас 2 атома алюминия и 3 атома серы. Ставим соответствующие коэффициенты в левой части и готово:
2Al + 3S = Al₂S₃

Li + O₂ → Li₂O
В левой части у нас два атома кислорода и один атом лития, а в правой – 2 атома лития и 1 атом кислорода. С чего начать уравнивать?
В левой части у нас молекула кислорода, её не поделить. Атомов кислорода должно быть как минимум два. Поэтому уравняем кислород в правой части:
Li + O₂ → 2Li₂O
Теперь в правой части у нас уже 4 атома лития. Ставим коэффициент 4 в левой части:
4Li + O₂ = 2Li₂O

Щелочные металлы

К щелочным металлам относят химические элементы: одновалентные металлы, составляющие Ia группу: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций.

Эти металлы очень активны, быстро окисляются на воздухе и бурно реагируют с водой. Их хранят под слоем керосина из-за их сильной реакционной способности.

Общая характеристика

От Li к Fr (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств, реакционной способности. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 1 :

• Li — 2s 1
• Na — 3s 1
• K — 4s 1
• Rb — 5s 1
• Cs — 6s 1
• Fr — 7s 1

Природные соединения

В природе щелочные металлы встречаются в виде следующих соединений:

• NaCl — галит (каменная соль)
• KCl — сильвин
• NaCl*KCl — сильвинит

Получение

Получить такие активные металлы электролизом водного раствора — невозможно. Для их получения применяют электролиз расплавов при высоких температурах (естественно — безводных):

NaCl → Na + Cl₂↑ (электролиз расплава каменной соли)

Химические свойства

• Реакция с кислородом

Одной из особенностей щелочных металлов является их реакция с кислородом. Литий в такой реакции преимущественно образует оксид, натрий — пероксид, калий, рубидий и цезий — супероксиды.

K + O₂ → KO₂ (супероксид калия)

Реакции с неметаллами

Помните, что металлы никогда не принимают отрицательных степеней окисления. Щелочные металлы одновалентны, и проявляют постоянную степень окисления +1 в различных соединениях: гидриды, галогениды (фториды, хлориды, бромиды и йодиды), нитриды, сульфиды и т.д.

Li + H₂ → LiH (в гидридах водород -1)

Na + F₂ → NaF (в фторидах фтор -1)

Na + S → Na₂S (в сульфидах сера -2)

K + N₂ → K₃N (в нитридах азот -3)

Реакция с водой

Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой, при этом часто происходит воспламенение, а иногда — взрыв.

Na + H₂O → NaOH + H₂↑ (воду можно представить в виде HOH — натрий вытесняет водород)

Иногда в задачах может проскользнуть фраза такого плана: «. в ходе реакции выделился металл, окрашивающий пламя горелки в желтый цвет». Тут вы сразу должны догадаться: речь, скорее всего, про натрий.

Щелочные металлы по-разному окрашивают пламя. Литий окрашивает в алый цвет, натрий — в желтый, калий — в фиолетовый, рубидий — синевато-красный, цезий — синий.

Оксиды щелочных металлов

Имеют общую формулу R₂O, например: Na₂O, K₂O.

Получение

Получение оксидов щелочных металлов возможно в ходе реакции с кислородом. Для лития все совсем несложно:

В подобных реакциях у натрия и калия получается соответственно пероксид и супероксид, что приводит к затруднениям. Как из пероксида, так и из супероксида, при желании можно получить оксид:

Химические свойства

По свойствам эти оксиды являются основными. Они хорошо реагируют c водой, кислотными оксидами и кислотами:

Li₂O + H₂O → LiOH (осн. оксид + вода = основание — реакция идет, только если основание растворимо)

Na₂O + SO₂ → Na₂SO₃ (обратите внимание — мы сохраняем СО серы +4)

Гидроксиды щелочных металлов

Относятся к щелочам — растворимым основаниям. Наиболее известные представители: NaOH — едкий натр, KOH — едкое кали.

Получение

Гидроксиды щелочных металлов получаются в ходе электролиза водных растворов их солей, в реакциях обмена, в реакции щелочных металлов и их оксидов с водой:

KCl + H₂O → (электролиз!) KOH + H₂ + Cl₂ (на катоде выделяется водород, на аноде — хлор)

Химические свойства

Проявляют основные свойства. Хорошо реагируют с кислотами, кислотными оксидами и солями, если в ходе реакции выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

LiOH + H₂SO₄ → LiHSO₄ + H₂O (соотношение 1:1, кислота в избытке — получается кислая соль)

2LiOH + H₂SO₄ → Li₂SO₄ + 2H₂O (соотношение 2:1, основание в избытке — получается средняя соль)

KOH + SO₂ → KHSO₃ (соотношение 1:1 — получается кислая соль)

2KOH + SO₂ → K₂SO₃ + H₂O (соотношение 2:1 — получается средняя соль)

С амфотерными гидроксидами реакции протекают с образованием комплексных солей (в водном растворе) или с образованием окиселов — смешанных оксидов (при высоких температурах — прокаливании).

NaOH + Al(OH)₃ → Na[Al(OH)₄] (в водном растворе образуются комплексные соли)

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + H₂O (при прокаливании образуется окисел — смесь двух оксидов: Al₂O₃ и Na₂O, вода испаряется)

Реакции щелочей с галогенами заслуживают особого внимания. Без нагревания они идут по одной схеме, а при нагревании эта схема меняется:

NaOH + Cl₂ → NaClO + NaCl + H₂O (без нагревания хлор переходит в СО +1 и -1)

NaOH + Cl₂ → NaClO₃ + NaCl + H₂O (с нагреванием хлор переходит в СО +5 и -1)

В реакциях щелочей с йодом образуется исключительно иодат, так как гипоиодит неустойчив даже при комнатной температуре, не говоря о нагревании. С серой реакция протекает схожим образом:

NaOH + I₂ → NaIO₃ + NaI + H₂O (с нагреванием)

NaOH + S → Na₂S + Na₂SO₃ + H₂O (сера переходит в СО -2 и +4)

Уникальным является также взаимодействие щелочей с кислотным оксидом NO₂, который соответствует сразу двум кислотам — и азотной, и азотистой.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.