Гидроксид бария: способы получения и химические свойства
Гидроксид бария Ba(OH)2 — неорганическое соединение. Белый, плавится без разложения. При дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворяется в воде. Проявляет основные свойства.
Относительная молекулярная масса Mr = 171,34; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 4,5; tпл = 408º C.
Способы получения
1. Гидроксид бария получают в результате взаимодействия твердого сульфида бария и паров воды при 450º С, на выходе образуется гидроксид бария и сероводородная кислота:
2 . При взаимодействии бария с водой при комнатной температуре образуется гидроксид бария и водород:
3. Оксид бария при взаимодействии с водой образует гидроксид бария:
Качественная реакция
Качественная реакция на гидроксид бария — окрашивание фенолфталеина в малиновый цвет .
Химические свойства
1. Гидроксид бария взаимодействует со сложными веществами :
1.1. Гидроксид бария реагирует с кислотами:
1.1.1. В результате реакции между гидроксидом бария и разбавленной соляной кислотой образуется хлорид бария и вода:
1.1.2. Гидроксид бария взаимодействует с разбавленной серной кислотой, образуя сульфат бария и воду:
1.1.3. В результате взаимодействия гидроксида бария и разбавленной фосфорной кислоты образуется фосфат бария и вода:
если с гидроксидом бария будет взаимодействовать концентрированная фосфорная кислота, то в результате реакции возможно образование гидрофосфата бария и воды:
1.1.4. С насыщенным и холодным гидроксидом бария реагирует разбавленная сероводородная кислота , образуя сульфид бария и воду:
если сероводородная кислота будет насыщенной на выходе образуются гидросульфид бария и вода:
1.1.5. Гидроксид бария вступает во взаимодействие с концентрированной плавиковой кислотой с образованием фторида бария и воды:
1.2. Гидроксид бария взаимодействует с оксидами:
1.2.1. В результате взаимодействия гидроксида бария и углекислого газа образуется карбонат бария и вода:
если с углекислым газом реагирует карбонат бария в виде суспензии, то образуется гидрокарбонат бария в растворе:
1.2.2. Гидроксид бария вступает в реакцию с оксидом серы (IV) , образуя на выходе сульфит бария и воду:
если с оксидом серы (IV) взаимодействует гидроксид бария в виде суспензии, то на выходе происходит образование гидросульфита бария в растворе:
1.3. Гидроксид бария вступает в взаимодействие с солями :
1.3.1. Гидроксид бария вступает в реакцию с хроматом калия и образует хромат бария и гидроксид калия:
1.3.2. Насыщенный гидроксид бария взаимодействует при кипении с концентрированным раствором хлората аммония. При этом образуются хлорат бария, газ аммиак и воды:
2. Гидроксид бария разлагается при температуре 780 — 800º С, образуя на выходе оксид бария и воду:
Особенности взаимодействия кислых солей со щелочами.
Достаточно часто возникают затруднения при записи реакций кислых солей со щелочами. Ниже рассмотрим основные закономерности подобных взаимодействий. Под кислыми солями подразумеваем соли, в которых остались атомы водорода, способные к замещению на катионы металлов или аммония. Отсюда первый вывод: при добавлении щелочи водород в составе «кислого» аниона будет замещаться с образованием среднего аниона. По такой схеме будут идти простейшие примеры 1) и 2):
2) LiHS + LiOH = Li2S + H2O
Li + + HS − + Li + + OH − = 2Li + + S 2- + H2O
HS − + OH − = S 2- + H2O
При рассмотрении солей фосфорной кислоты будут возникать дополнительные варианты за счет образования двух видов кислых солей: гидрофосфатов и дигидрофосфатов. Тут следует обращать внимание на избыток/недостаток соли, либо щелочи. Сравните примеры 3) и 4):
Щелочи в примере 3) мало, не хватает для полного замещения атомов водорода в кислой соли.
В примере 4) щелочи много, заместит все возможные атомы водорода в кислой соли.
Значительно больше сложностей возникает при взаимодействии кислой соли и щелочи с разными катионами. Здесь все так же сперва происходит превращение кислого аниона в средний, а далее возможен обмен катионами. Влиять на такой обмен будет природа катионов, растворимость соответствующих средних солей, а также избыток/недостаток соли, либо щелочи. Рассмотрим возможные комбинации для солей двухосновной кислоты, например, угольной:
В описании задания случай 5) можно охарактеризовать фразой «в образовавшемся растворе практически отсутствовали гидроксид-ионы», что вполне понятно из ионного уравнения.
Для случая 6) можно записать «в образовавшемся растворе практически отсутствовали карбонат-ионы», что вполне понятно, поскольку они полностью перешли в состав осадка карбоната бария.
Различие в примерах 5) и 6) легко понять, если представить, что карбонат калия, образовавшийся на первой стадии, может далее вступить в обмен с избытком гидроксида бария.
Теперь давайте поменяем местами исходные катионы и убедимся, что тогда реакция может пойти единственным образом:
Почему невозможен вариант с получением гидроксида бария по аналогии со случаем 6)? Потому что карбонат бария уже является осадком и в дальнейшее взаимодействие с гидроксидом калия не вступает:
BaCO3 + KOH – нет реакции
Схожие рассуждения можно применить и для реакций с участием трехосновной фосфорной кислоты. Там так же будет больше вариантов протекания, если исходим из соли щелочного металла и щелочи, содержащей щелочноземельный металл:
Вариант 8) с образованием двух солей, по формулировке «в образовавшемся растворе практически отсутствовали гидроксид-ионы». Гидроксида кальция добавили мало, связать все фосфат-ионы в осадок не смог.
Вариант 9) с образованием соли и щелочи, по формулировке «в образовавшемся растворе практически отсутствовали фосфат-ионы». Гидроксида кальция взяли много, все фосфат-ионы перешли в осадок.
Если взять изначально соль щелочноземельного металла и гидроксид щелочного, то вариант будет только один:
Причина отсутствия гидроксида кальция в продуктах по аналогии с пунктом 7) – нерастворимость промежуточно образовавшегося фосфата кальция и отсутствие обмена с ним:
Реакции с дигидрофосфатами будут идти по аналогичным схемам и приводить к двум солям, либо соли и щелочи. Рассмотрим два примера из числа возможных:
Весь фосфат перешел в осадок.
Часть фосфата перешла в осадок, новый гидроксид образоваться не может.
Уравнение реакции бария с гидроксид калия
Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария, гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции.
Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария, гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция, и запишите уравнение этой реакции. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Запишем уравнение реакции:
Составим электронный баланс:
2 | →
1 | →
Сера в степени окисления +4 (или сульфит натрия за счёт серы в степени окисления +4) является восстановителем. Марганец в степени окисления +7 (или перманганат калия за счёт марганца в степени окисления +7) — окислителем.
А можно было использовать водную среду, то есть вместе гидроксида калия добавить воду?
Да, можно. Но получится диоксид марганца.
Для начала запишем молекулярные формулы данных веществ: , , , ,
Сульфат бария является нерастворимой солью, поэтому не будет вступать в реакцию с приведенными веществами.
Перманганат калия не вступает в РИО с гидрокарбонатом калия и гидроксидом калия, так как имеют одинаковый катион. С сульфитом натрия реакция невозможна, так как образуются растворимые соли.
Гидрокарбонат калия и гидроксид калия тоже имеют общий ион, но реакция между ними возможна с образованием средней соли карбоната калия и будет относиться к РИО. С сульфитом натрия реакция невозможна, так как образуются растворимые соли.
Сульфит натрия не реагирует с гидроксидом калия по причине образования в ходе реакции растворимых веществ.
Таким образом, вариант ответа только один:
→
→
→
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
---|---|
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: − выбраны вещества, и записано молекулярное уравнение реакции ионного обмена; источники: http://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/vzaimodeystvie-kislyh-soley-so-schelochami http://chem-ege.sdamgia.ru/problem?id=10102 |