Шукаев И.Л. Лекции по неорганической химии. Часть 2. Химия металлов и анализ неорганических веществ
Подождите немного. Документ загружается.
31
Ионы марганца Mn
2+
1. При добавлении к раствору соли марганца(+2) щёлочи выпадает белый осадок
гидроксида Mn(OH)
2
:
MnSO
4
+ 2NaOH = Mn(OH)
2
↓ + Na
2
SO
4
,
Mn
2+
+ 2OH
–
= Mn(OH)
2
↓.
На воздухе он постепенно буреет вследствие окисления (обычно предполагают пере-
ход в MnO
2
). Процесс окисления ускоряется при интенсивном взбалтывании пробирки
с осадком. Можно также добавить немного бромной воды.
2. Соединения марганца(+2) могут быть окислены в высшую степень окисления.
Налейте в пробирку концентрированной HNO
3
, добавьте несколько крупинок
PbO
2
и каплю разбавленного раствора соли марганца(+2). После осторожного
нагревания пробирки под тягой наблюдают появление малиново-розовой окра-
ски, характерной для перманганат-иона MnO
4
–
:
2Mn(NO
3
)
2
+ 5PbO
2
+ 6HNO
3
= 2HMnO
4
+ 5Pb(NO
3
)
2
+2H
2
O.
Ионы цинка Zn
2+
1. При взаимодействии соли цинка с недостатком разбавленного раствора щёло-
чи выпадает белый аморфный осадок Zn(OH)
2
:
ZnSO
4
+ 2NaOH = Zn(OH)
2
↓ + Na
2
SO
4
,
Zn
2+
+ 2OH
–
= Zn(OH)
2
↓.
Этот осадок растворяется в кислотах и щелочах – он является амфотерным:
Zn(OH)
2
↓ + 2HCl = ZnCl
2
+ 2H
2
O,
Zn(OH)
2
↓ + 2H
+
= Zn
2+
+ 2H
2
O,
Zn(OH)
2
↓ + 2NaOH + 2H
2
O = Na
2
[Zn(OH)
4
(OH
2
)
2
],
Zn(OH)
2
↓ + 2OH
–
+ 2H
2
O = [Zn(OH)
4
(OH
2
)
2
]
2–
.
Ионы алюминия ведут себя так же и мешают определению.
2. При добавлении к раствору соли цинка раствора жёлтой кровяной соли
K
4
[Fe
+2
(CN)
6
] образуется белый осадок:
3ZnSO
4
+ 2K
4
[Fe
+2
(CN)
6
] = K
2
Zn
3
[Fe
+2
(CN)
6
]
2
↓ + 3K
2
SO
4
,
3Zn
2+
+ 2K
+
+ 2[Fe
+2
(CN)
6
]
4–
= K
2
Zn
3
[Fe
+2
(CN)
6
]
2
↓.
Эта реакция позволяет отличить цинк от алюминия, который с жёлтой кровяной
солью осадка не образует.
Ионы меди Cu
2+
1. При взаимодействии соли меди с недостатком разбавленного раствора аммиа-
ка выпадает зеленовато-голубой осадок основной соли, например,
Cu
2
(OH)
2
SO
4
. При большем количестве аммиака он постепенно переходит в
гидроксид Cu(OH)
2
, а потом и вовсе растворяется. При этом получается сине-
фиолетовый раствор, содержащий комплексный катион [Cu(NH
3
)
4
(OH
2
)
2
]
2+
.
32
2. При взаимодействии соли меди с недостатком разбавленного раствора гидро-
ксида натрия или калия выпадает голубой осадок – гидроксид Cu(OH)
2
:
CuSO
4
+ 2NaOH = Cu(OH)
2
↓ + Na
2
SO
4
,
Cu
2+
+ 2OH
–
= Cu(OH)
2
↓.
Этот осадок хорошо растворяется в кислотах (светло-голубой раствор) и хуже
– в щелочах (ярко-синий раствор), так как он является амфотерным с преобла-
данием основных свойств:
Cu(OH)
2
↓ + 2HCl = CuCl
2
+ 2H
2
O,
Cu(OH)
2
↓ + 2H
+
= Cu
2+
+ 2H
2
O,
Cu(OH)
2
↓ + 2NaOH + 2H
2
O = Na
2
[Cu(OH)
4
(OH
2
)
2
] ,
Cu(OH)
2
↓ + 2OH
–
+ 2H
2
O = [Cu(OH)
4
(OH
2
)
2
]
2–
.
При нагревании гидроксида меди он разлагается с превращением в черный
нерастворимый в воде оксид CuO.
Ионы кадмия Cd
2+
1. При взаимодействии соли кадмия с разбавленным раствором гидроксида на-
трия или калия выпадает белый осадок – гидроксид Cd(OH)
2
:
Cd(NO
3
)
2
+ 2NaOH = Cd(OH)
2
↓ + 2NaNO
3
,
Cd
2+
+ 2OH
–
= Cd(OH)
2
↓.
Этот осадок хорошо растворяется в кислотах (получается бесцветный рас-
твор), а в щелочах практически нерастворим.
Cd(OH)
2
↓ + 2HNO
3
= CdNO
3
+ 2H
2
O,
Cd(OH)
2
↓ + 2H
+
= Cd
2+
+ 2H
2
O.
При нагревании гидроксида кадмия он разлагается с превращением в коричне-
вый нерастворимый в воде оксид CdO.
2. Растворы аммиака с солями кадмия также дают вначале белый осадок гидро-
ксида Cd(OH)
2
, который далее растворяется с образованием бесцветного ам-
миачного комплекса [Cd(NH
3
)
6
]
2+
.
Ионы свинца Pb
2+
1. Если к раствору соли свинца(+2) добавить раствор KI, образуется жёлтый оса-
док иодида свинца:
Pb(NO
3
)
2
+ 2KI = PbI
2
↓ + 2KNO
3
,
Pb
2+
+ 2I
–
= PbI
2
↓.
Если раствор с небольшим количеством осадка прокипятить, осадок растворя-
ется, но при охлаждении PbI
2
опять выделяется в виде золотистых листочков.
33
2. При взаимодействии соли свинца с недостатком разбавленного раствора гид-
роксида натрия или калия выпадает белый гидроксид Pb(OH)
2
:
Pb(NO
3
)
2
+ 2NaOH = Pb(OH)
2
↓ + 2NaNO
3
,
Pb
2+
+ 2OH
–
= Pb(OH)
2
↓.
Этот осадок является амфотерным:
Pb(OH)
2
↓ + 2HNO
3
= Pb(NO
3
)
2
+ 2H
2
O,
Pb(OH)
2
↓ + 2H
+
= Pb
2+
+ 2H
2
O,
Pb(OH)
2
↓ + 2NaOH = Na
2
[Pb(OH)
4
],
Pb(OH)
2
↓ + 2OH
–
= [Pb(OH)
4
]
2–
.
Однако в серной и соляной кислоте растворение не наблюдается, так как
сульфат и хлорид свинца(+2) – малорастворимые соли.
При нагревании гидроксида свинца он разлагается с превращением в жёлтый
нерастворимый в воде оксид PbO.
23. ДРОБНЫЕ РЕАКЦИИ АНИОНОВ
Ион SO
4
2–
(сульфат)
1. Хлорид бария образует с сульфатом белый кристаллический осадок, нерас-
творимый в кислотах:
Na
2
SO
4
+ BaCl
2
= BaSO
4
↓ + 2NaCl,
SO
4
2–
+ Ba
2+
= BaSO
4
↓.
Ион PO
4
3–
(фосфат)
1. При добавлении к раствору, содержащему фосфат, молибденовой жидкости
(смесь раствора молибдата аммония и азотной кислоты), наблюдают выпаде-
ние жёлтого осадка:
Na
3
PO
4
+ 12(NH
4
)
6
Mo
7
O
24
+ 24HNO
3
= (NH
4
)
6
[PMo
12
O
40
]⋅6H
2
O↓ + 3NaNO
3
+ 6H
2
O.
2. Фосфат-ион даёт с солью серебра жёлтый осадок, нерастворимый в кислотах:
Na
3
PO
4
+ 3AgNO
3
= Ag
3
PO
4
↓ + 3NaNO
3
,
PO
4
3–
+ 3Ag
+
= Ag
3
PO
4
↓.
Ион SO
3
2–
(сульфит)
1. При добавлении к раствору соли, содержащей ион сульфита, водного раствора
иода (иодной воды) наблюдают обесцвечивание раствора:
Na
2
SO
3
+ I
2
+ H
2
O = Na
2
SO
4
+ 2HI,
SO
3
2–
+ I
2
+ H
2
O = SO
4
2–
+ 2H
+
+ 2I
–
.
34
Ион CO
3
2–
(карбонат)
1. При действии растворов кислот на карбонаты выделяется углекислый газ. Его
можно обнаружить по вспениванию, а пропустив через известковую или бари-
товую воду (гидроксиды кальция и бария), увидеть образование белой мути:
Na
2
CO
3
+ 2HCl = CO
2
↑ + H
2
O + 2NaCl,
CO
3
2–
+ 2H
+
= CO
2
↑ + H
2
O,
CO
2
↑ + Ca(OH)
2
= CaCO
3
↓ + H
2
O.
Ион Br
–
(бромид)
1. При действии хлорной воды на растворы бромидов выделяется свободный
бром. Он окрашивает водный слой в коричневый цвет, а слой органического
растворителя (толуол, четырёххлористый углерод) – в оранжево-бурый цвет:
2NaBr + Cl
2
= 2NaCl + Br
2
,
2Br
–
+ Cl
2
= 2Cl
–
+ Br
2
.
Ион I
–
(иодид)
1. При действии хлорной воды на растворы иодидов выделяется свободный иод.
Он окрашивает водный слой в коричневый цвет, а слой органического раство-
рителя (толуол, четырёххлористый углерод) – в розово-фиолетовый цвет:
2NaI + Cl
2
= 2NaCl + I
2
,
2I
–
+ Cl
2
= 2Cl
–
+ I
2
.
Выделившийся в малых количествах иод окрашивает свежеприготовленный
крахмальный клейстер в ярко-синий цвет.
Ион NO
2
–
(нитрит)
1. При добавлении к концентрированному раствору соли нитрита раствора сер-
ной кислоты наблюдается выделение бурого газа:
2NaNO
2
+ H
2
SO
4
= Na
2
SO
4
+ H
2
O + NO↑ + NO
2
↑.
2. При приливании к подкисленному раствору нитрита раствора перманганата
калия наблюдается обесцвечивание раствора в результате реакции:
2KMnO
4
+ 5NaNO
2
+ 3H
2
SO
4
= 2MnSO
4
+ 5NaNO
3
+ K
2
SO
4
+ 3H
2
O.
Ион NO
3
–
(нитрат)
1. При прибавлении к 2–3 мл раствора нитрата равного объёма концентрирован-
ной серной кислоты и кусочка металлической меди, после нагревания содер-
жимого пробирки наблюдается выделение бурого газа NO
2
по реакциям:
2NaNO
3
+ 4H
2
SO
4
(конц.) + 3Cu = 3CuSO
4
+ 2NO↑ + Na
2
SO
4
+ 4H
2
O,
2NO + O
2
= NO
2