Номер 1, страница 82 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

1. Перечислите известные вам способы получения кислот.

Существует несколько общих (промышленных и лабораторных) способов получения кислот, которые можно разделить на несколько групп в зависимости от типа получаемой кислоты (кислородсодержащая, бескислородная, органическая) и исходных реагентов.

• Взаимодействие кислотных оксидов с водой

  Этот способ применяется для получения кислородсодержащих кислот. Кислотный оксид (оксид неметалла или металла в высокой степени окисления) реагирует с водой, образуя соответствующую кислоту. Метод применим для растворимых в воде оксидов.

  Примеры:

  1. Получение серной кислоты из оксида серы(VI):

  $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

  2. Получение ортофосфорной кислоты из оксида фосфора(V):

  $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

  3. Получение угольной кислоты из оксида углерода(IV) (реакция обратима, кислота неустойчива):

  $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$

  Ответ: Кислородсодержащие кислоты получают реакцией соответствующего кислотного оксида с водой.

• Синтез из простых веществ

  Этот метод используется в основном для получения бескислородных кислот. Он заключается в прямой реакции водорода с соответствующим неметаллом (обычно галогеном или серой) с последующим растворением полученного газообразного продукта в воде.

  Примеры:

  1. Синтез хлороводорода (при растворении в воде образует соляную кислоту):

  $H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$

  2. Синтез сероводорода (при растворении в воде образует слабую сероводородную кислоту):

  $H_2 + S \xrightarrow{t} H_2S$

  Ответ: Бескислородные кислоты получают прямым синтезом из водорода и неметалла с последующим растворением продукта в воде.

• Вытеснение одной кислоты другой из соли

  Общий принцип: более сильная кислота вытесняет более слабую, либо менее летучая кислота вытесняет более летучую из её соли. Этот метод широко используется как для получения кислородсодержащих, так и бескислородных кислот.

  Примеры:

  1. Получение летучей соляной кислоты действием концентрированной нелетучей серной кислоты на твердый хлорид натрия:

  $2NaCl_{(тв)} + H_2SO_{4(конц)} \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$

  2. Получение слабой нерастворимой кремниевой кислоты из силиката натрия действием сильной соляной кислоты:

  $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2SiO_3\downarrow$

  Ответ: Кислоты можно получить реакцией обмена между солью и другой кислотой, которая является либо более сильной, либо менее летучей.

• Гидролиз бинарных соединений неметаллов

  Некоторые бинарные соединения неметаллов (например, галогениды) при взаимодействии с водой подвергаются полному и необратимому гидролизу с образованием одной или двух кислот.

  Примеры:

  1. Гидролиз хлорида фосфора(V) с образованием фосфорной и соляной кислот:

  $PCl_5 + 4H_2O \rightarrow H_3PO_4 + 5HCl$

  2. Гидролиз сульфида алюминия с образованием сероводородной кислоты (и гидроксида алюминия):

  $Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3H_2S\uparrow$

  Ответ: Некоторые кислоты можно получить путем гидролиза бинарных соединений, таких как галогениды или сульфиды неметаллов.

• Окисление простых веществ или соединений

  Многие кислородсодержащие кислоты получают окислением простых веществ (неметаллов) или их соединений (оксидов, гидридов) сильными окислителями. Это важный промышленный метод.

  Примеры:

  1. Промышленное получение серной кислоты (контактный способ) включает стадию окисления диоксида серы:

  $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5, t} 2SO_3$

  2. Промышленное получение азотной кислоты включает стадию окисления диоксида азота, полученного из аммиака:

  $4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

  3. Окисление фосфора концентрированной азотной кислотой:

  $P + 5HNO_{3(конц)} \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2\uparrow + H_2O$

  Ответ: Кислородсодержащие кислоты получают окислением неметаллов, их оксидов или гидридов.

• Специфические способы получения органических (карбоновых) кислот

  Для получения органических кислот существует ряд специфических методов.

  1. Окисление альдегидов. Это один из основных способов получения карбоновых кислот.

  $CH_3CHO + [O] \rightarrow CH_3COOH$ (например, окисление кислородом воздуха в присутствии катализатора)

  2. Окисление первичных спиртов сильными окислителями (например, перманганатом или дихроматом калия в кислой среде).

  $5C_2H_5OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 4MnSO_4 + 2K_2SO_4 + 11H_2O$

  3. Гидролиз производных карбоновых кислот: сложных эфиров, нитрилов, амидов.

  Гидролиз сложных эфиров: $CH_3COOC_2H_5 + H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + C_2H_5OH$

  Гидролиз нитрилов: $CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + NH_4^+$

  Ответ: Основными способами получения органических кислот являются окисление спиртов и альдегидов, а также гидролиз их функциональных производных (сложных эфиров, нитрилов).