Все уравнения химической реакции с li

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.

Литий: способы получения и химические свойства

Литий — это щелочной металл, серебристо-белого цвета. Самый легкий из металлов, мягкий, низкая температура плавления.

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Качественная реакция

Качественная реакция на литий — окрашивание пламени солями лития в карминно-красный цвет .

Химические свойства

Литий — активный металл; на воздухе реагирует с кислородом и азотом, и покрывается оксидно-нитридной пленкой. Воспламеняется при умеренном нагревании; окрашивает пламя газовой горелки в темно-красный цвет.

1. Литий — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами .

1.1. Литий легко реагирует с галогенами с образованием галогенидов:

2Li + I₂ = 2LiI

1.2. Литий реагирует с серой с образованием сульфида лития:

2Li + S = Li₂S

1.3. Литий активно реагирует с фосфором и водородом . При этом образуются бинарные соединения — фосфид лития и гидрид лития:

3Li + P = Li₃P

2Li + H₂ = 2LiH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

1.5. Литий реагирует с углеродом с образованием карбида:

1.6. При взаимодействии с кислородом литий образует оксид.

2. Литий активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Литий бурно реагирует с водой . Взаимодействие лития с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

2Li 0 + H₂ + O = 2 Li + OH + H₂ 0

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Литий взаимодействует с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например , литий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Li + 2HCl = 2LiCl + H₂↑

2.3. При взаимодействии лития с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например , при взаимодействии лития с концентрированной серной кислотой образуется сульфат лития, диоксид серы и вода:

2.4. Литий реагирует с азотной кислотой:

3Li + 4HNO_3(разб.) = 3LiNO₃ + NO↑ +2H₂O

2.5. Литий может реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства . Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами , фенолом и органическими кислотами .

Например , при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

2.6. В расплаве литий может взаимодействовать с некоторыми солями . Обратите внимание! В растворе литий будет взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например , литий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :

3Li + AlCl₃ → 3LiCl + Al

Составьте уравнения реакций, схемы которых даны ниже:

а) Li + … → Li₂O
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только литий, значит, в левой части не хватает кислорода:
Li + O₂ → Li₂O
Слева у нас молекула кислорода с двумя атомами, справа – всего 1 атом кислорода. Значит нужно поставить коэффициент два у оксида лития:
Li + O₂ → 2Li₂O
Осталось уравнять литий:
4Li + O₂ = 2Li₂O

б) Ca + … → CaO
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только кальций, значит, в левой части не хватает кислорода:
Ca + O₂ → CaO
Слева у нас молекула кислорода с двумя атомами, справа – всего 1 атом кислорода. Значит нужно поставить коэффициент два у оксида кальция:
Ca + O₂ → 2CaO
Остаётся уравнять кальций:
2Ca + O₂ = 2CaO

в) C + … → CO₂
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только углерод, значит, в левой части не хватает кислорода:
C + O₂ → CO₂
Слева у нас 1 атом углерода и молекула с двумя атомами кислорода; справа молекула углекислого газа содержит 1 атом углерода и 2 атома кислорода. Имеем право поставить знак равенства.
C + O₂ = CO₂

г) Al + … → Al₂O₃
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только алюминий, значит, в левой части не хватает кислорода:
Al + O₂ → Al₂O₃
В левой части у нас 2 атома кислорода в молекуле; в правой части 3 атома кислорода в оксиде алюминия. Наименьшее кратное – шесть. Поставим коэффициенты:
Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
Уравниваем алюминий:
4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

д) PH₃ + … → P₂O₅ + H₂O
В правой части у нас только оксиды. Очевидно, что это реакция горения и в левой части не хватает кислорода:
PH₃ + O₂ → P₂O₅ + H₂O
Хотелось бы считать по кислороду, но в правой части мы видим 2 атома фосфора в оксиде P₂O₅, поэтому для начала нужно поставить коэффициент 2 у фосфина:
2PH₃ + O₂ → P₂O₅ + H₂O
Теперь уравняем водород:
2PH₃ + O₂ → P₂O₅ + 3H₂O
Наконец, можем перейти к кислороду:
2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

е) Li₂O + … → LiNO₃ + H₂O
Справа мы видим соль – нитрат лития и воду. Это говорит о том, что в левой части не хватает азотной кислоты.
Li₂O + HNO₃ → LiNO₃ + H₂O
Слева у нас два атома лития в оксиде, а справа – один в нитрате. Уравниваем:
Li₂O + HNO₃ → 2LiNO₃ + H₂O
Теперь справа мы имеем два остатка азотной кислоты в нитрате лития. Ставим коэффициент два у азотной кислоты:
Li₂O + 2HNO₃ = 2LiNO₃ + H₂O

ж) CuO + … → CuCl₂ + H₂O
Справа мы видим хлорид меди и воду. Значит, в левой части нам не хватает хлора и водорода. Логично предположить, что это соляная кислота (HCl): CuO + HCl → CuCl₂ + H₂O
Видно, что в правой части у нас по два атома хлора и водорода. Значит, у соляной кислоты ставим коэффициент два:
CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

3) Li₂O + … → LiOH
В параграфе есть табличка, где указано, что гидроксиды могут получаться из оксидов и воды.
Li₂O + H₂O → LiOH
Слева у нас 2 атома водорода,а справа два атома лития. Поэтому коэффициент два у гидроксида лития напрашивается сам:
Li₂O + H₂O = 2LiOH

и) P₂O₅ + … → H₃PO₄
Кислоты могут образовываться из кислотных оксидов при взаимодействии с водой:
P₂O₅ + H₂O → H₃PO₄
Молекула фосфорной кислоты содержит 3 атома водорода, а молекула воды – два. Наименьшим кратным будет шесть:
P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

к) SO₃ + … → Na₂SO₄ + …
Соли могут образовываться при взаимодействии кислотного оксида либо с основным оксидом (реакция соединения), либо с основанием (реакция замещения). Так как в правой части у нас чего-то не хватает, очевидно, что речь идёт о втором варианте.
SO₃ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
В правой части у нас два атома натрия в сульфате. Значит ставим коэффициент два у гидроксида:
SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O