Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Энергично и с высоким экзо-эффектом калий разлагает воду:

2К + 2H ₂O = 2KOH + Н ₂^ + 392 кДж,

выделяющийся водород тут же воспламеняется.

В ряду напряжений калий стоит значительно левее водорода, из разбавленных кислот HCl и H ₂SO ₄вытесняет водород (за счет Н ₂O и Н ⁺), при этом серная кислота частично восстанавливается до SO ₂.

Получениекалия в промышленностиодинаково с получением натрия.

Применяется калий для синтеза его соединений (КO ₂, KH, соли), в виде расплава (в смеси с Na) – как теплоноситель в ядерных реакторах.

Гидроксид калияКОН.Основный гидроксид, щёлочь, техническое название едкое кали.Белый, имеет ионное строение К ⁺ОН ^-. Плавится и кипит без разложения. Расплывается на воздухе, поглощает углекислый газ (образуется КНСO ₃). Вызывает тяжелые ожоги кожи и глаз.

Хорошо растворим в воде (с высоким экзо-эффектом), создает в растворе сильнощелочную среду. Нейтрализуется кислотами, реагирует с кислотными оксидами, амфотерными гидроксидами и оксидами. Концентрированный раствор разъедает стекло (образуется K ₂SiO ₃).

Важнейшие реакции и методы получения КОН в промышленности аналогичны свойствам и получению NaOH.

Применяется КОН в производстве мыла, как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов.

5.3. Кальций

Кальций– элемент 4-го периода и IIA-группы Периодической системы, порядковый номер 2O. Электронная формула атома [ ₁₈Ar]4s ², степени окисления +II и 0. Относится к щелочноземельным металлам.

Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Многие соли кальция малорастворимы в воде.

В природе – шестойпо химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.

Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений(СаСO ₃, СаО, цианамид кальция CaCN ₂и др.).

Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет ( качественное обнаружение).

КальцийСа.Серебристо-белый металл, мягкий, пластичный. Во влажном воздухе тускнеет и покрывается пленкой из СаО и Са(ОН) ₂.

Весьма реакционноспособный; воспламеняется при нагревании на воздухе, реагирует с водородом, хлором, серой и графитом:

Восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — кальцийтержия):

ЗСа + Cr ₂O ₃= ЗСаО + 2Cr (700–800 °C)

5Са + V ₂O ₅= 5СаО + 2V (950 °C)

Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом):

Са + 2Н ₂O = Са(ОН) ₂+ Н ₂^ + 413 кДж

В ряду напряжений стоит значительно левее водорода, из разбавленных кислот НCl и H ₂SO ₄вытесняет водород (за счет Н ₂O и Н ⁺):

Ca + 2H+ = Са ²⁺+ Н ₂^

Получениекальция в промышленности:

Кальций применяется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для выделения редких металлов из их оксидов.

Оксид кальцияСаО.Основный оксид. Техническое название негашёная известь.Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Са ²⁺O ^2-. Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом), образует сильно щелочной раствор (возможен осадок гидроксида), процесс называется гашение извести.Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН) ₂, СаС ₂и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.

Уравнения важнейших реакций:

ПолучениеСаО в промышленности– обжиг известняка (900—1200 °C):

СаСO ₃= СаО+ СO ₂

Гидроксид кальцияСа(ОН) ₂.Основный гидроксид. Техническое название гашёная известь.Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са ²⁺(ОН ^-) ₂. Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше – в кипящей воде. Прозрачный раствор ( известковая вода)быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакцияна ион Са ²⁺– пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаСO ₃и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена.