Сборник основных формул по химии для ВУЗов

5.2. Получение и свойства кремния и его соединений

Простое вещество

SiO₂ + 2Mg ->t-> Si + 2MgO

Si + O₂ ->t-> SiO₂

Si + 2F₂ = SiF₄^

Si + 2Mg ->t-> Mg₂Si

Si + 2KOH + 2H₂O = K₂SiO₃ + 2H₂

СиланSiH₄

Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄^

SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2Н₂O (самовоспламенение на воздухе)

Оксид кремния (IV)

SiO₂ + H₂O /=

SiO₂ + 2NaOH ->t, сплавление-> Na₂SiO₃ + Н₂O

SiO₂ + 6HF = H₂[SiF₆] + 2H₂O

Кремниевая кислота и силикаты. Кремниевая кислота имеет полимерное строение и состав xSiO₂ • yH₂O. H₂SiO₃ – условная формула, такого соединения не выделено.

Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃V + 2NaCl

Na₂SiO₃ + 2Н₂O + 2CO₂ = 2NaHCO₃ + H₂SiO₃V

H₂SiO₃ ->t-> SiO₂ + H ₂O

5.3. Получение и свойства соединений олова и свинца

Гидроксиды олова и свинца имеют амфо-терные свойства. При этом в степени окисления элемента +2 в гидроксидах преобладают основные свойства, а в степени окисления +4 – кислотные. Соединения Sn²⁺ имеют восстановительные свойства, а соединения РЬ⁴⁺ – окислительные:

SnCl₂ + 2NaOH = Sn(OH)₂V + 2NaCl

Sn(OH)₂V + 2HCl = SnCl₂ + 2H₂O

Sn(OH)₂V + 2NaOH = Na₂[Sn(OH)₄]

SnCl₄ + 4NH₄OH = H₂SnO₃V + 4NH₄Cl + H₂O

H₂SnO₃V + 2NaOH + H₂O = Na₂[Sn(OH)₆]

H₂SnO₃V + 4HCl = SnCl₄ + 3H₂O

SnCl₂ + 2FeCl₃ = 2FeCl₂ + SnCl₄

PbO₂ + 4HCl = PbCl₂ + Cl₂^ + 2H₂O

6. VA-группa

Элементы VA-группы имеют электронную формулу ns²np^s. Азот, фосфор и мышьяк являются неметаллами, висмут и сурьма имеют металлические свойства. Наиболее характерные степени окисления: +5, +3, 0, -3. Оксиды Э₂O₅ имеют кислотные свойства, свойства оксидов Э₂O₃: кислотные – для N и Р, амфотерные – для As и Sb, основные – для Bi.

6.1. Получение и свойства азота и его соединений

Характерные степени окисления азота, соответствующие им электронные формулы, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

Простое вещество

NH₄NO₂ ->t-> N₂ + 2H₂O

N₂ + 6Li = 2Li₃N

N₂ + 3Ca ->t-> Ca₃N₂

N₂ + O₂ ->t-> 2NO

Соединения азота (-3)

N₂ + ЗН₂ ->t, p, катализатор-> 2NH₃

Ca₃N₂ + 6H₂O = ЗСа(OH)₂ + 2NH₃

2NH₄Cl + Са(OH)₂ ->t-> CaCl₂ + 2NH₃ + 2Н₂O

NH₃ + Н₂O -> NH₃ • Н₂O -> NH₄⁺ + OH

NH₃ + HCl = NH₄Cl

4NH₃ + CuSO₄ = [Cu(NH₃)₄]SO₄

2NH₃ • H₂O + AgCl = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

4NH₃ • H₂O + Ag₂O = 2[Ag(NH₃)₂]OH + 3H₂O

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ ->Pt, t-> 4NO + 6H₂O

2NH₃ + 3CuO ->t-> 3Cu + N₂ + 3H₂O

NH₄Cl + NaOH = NaCl + NH₃ + H₂O

NH₄Cl ->t-> NH₃ + HCl

NH₄NO₂ ->t-> N₂ + 2H₂O

(NH₄)₂CO₃ ->t-> 2NH₃ + H₂O + CO₂

NH₄NO₃ ->t-> N₂O + 2H₂O

NH₄NO₂ ->t-> N₂ + 2H₂O

(NH₄)₂Cr₂O₇ ->t-> N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O

Оксиды азота

2N₂O ->t-> 2N₂ + O₂

2HNO₂ = NO₂ + NO + H₂O

2NO₂ + Н₂O(хол.) = HNO₂ + HNO₃

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

3NO₂ + H₂O(rop.) = 2HNO₃ + NO

4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

N₂O₃ = NO + NO₂

2N₂O₅ = 2NO₂ + O₂

N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃

N₂O₅ + 2NaOH = 2NaNO₃ + H₂O

Соединения азота(+3)

Ba(NO₂)₂ + H₂SO₄(разб.) = BaSO₄V + 2HNO₂ (на холоду)

NO₂ + NO + H₂O = 2HNO₂ (на холоду)

2HNO₂ = NO₂ + NO + H₂O

2HNO₂ + 2HI = I₂ + 2NO + 2H₂O

5NaNO₂ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄ = 2MnSO₄ + 5NaNO₃ + K₂SO₄ + 3H₂O

2NaNO₂ + 2H₂SO₄ + 2KI = I₂ + 2NO + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + 2H₂O

Соединения азота(+5)

N₂ + 3H₂ ->t, p, катализатор-> 2NH₃

4NH₃ + 5O₂ ->Pt, t-> 4NO + 6H₂O

2NO + O₂ = 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

NaNO₃ + H₂SO₄(конц.) = HNO₃ + NaHSO₄

4HNO₃ ->hv -> 4NO₂ + O₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO₃(конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃(разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

4Ca + 10HNO₃(конц.) = 4Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

4Са + 10HNO₃(разб.) = 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

HNO₃(конц.) пассивирует на холоду Al, Fe, Cr.

Fe + 6HNO₃ (конц.) ->t-> Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Fe + 4HNO₃ (разб.) = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

ЗР + 5HNO₃(разб.) + 2Н₂O = 3H₃PO₄ + 5NO

S + 6HNO₃ (конц.) = H₂SO₄ + 6NO₂ + 3H₂O

2KNO₃ ->t-> 2KNO₂ + O₂ (металлы до Mg в ряду напряжений)

2Cu(NO₃)₂ ->t-> 2CuO + 4NO₂ + O₂ (металлы от Mg до Cu)

2AgNO₃ ->t-> 2Ag + 2NO₂ + O₂ (металлы после Cu в ряду напряжений)

4Fe(NO₃)₂ ->t-> 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

6.2. Получение и свойства фосфора и его соединений

Простое вещество(Р₄ – белый фосфор, Р – красный фосфор)

2Са₃(PO₄)₂ + 10C + 6SiO₂ ->t-> Р₄ + 6CaSiO₃ + 10CO

4Р + 5O₂ ->t-> Р₄О₁₀

Р₄ + 6Са ->t-> 2Са₃Р₂

ФосфинРН₃

Zn₃P₂ + 6HCl = 2PH₃^ + 3ZnCl₂

Са₃Р₂ + 6Н₂O = 2PH₃^ + 3Ca(OH)₂

2РН₃ + 2O₂ = Н₃PO₄

РН₃ + HI= PH₄I (на холоду)

Фосфористая кислотаН₃PO₃ (Н₂РHO₃ – двухосновная кислота)

Р₄O₆ + 6Н₂O = 4Н₃PO₃

Н₃PO₃ + NaOH = NaH₂PO₃ + H₂O (NaHPHO₃ – кислая соль)

Н₃PO₃ + 2NaOH = Na₂HPO₃ + H₂O (Na₂PHO₃ – средняя соль)

Фосфорные кислоты: метафосфорная НPO₃ (Н_n(PO₃)_n, где n = 3, 4), дифосфорная – Н₄Р₂O₇, ортофосфорная – Н₃PO₄.