Реакции разложения солей

Термическому разложению подвергаются многие соли – карбонаты, нитраты, нитриты, сульфаты, кислые, основные и комплексные соли. Рассмотрим наиболее популярные уравнения разложения солей. Разложение солей часто встречается в ЕГЭ по химии в линии заданий 31, это задание считается одним из самых сложных заданий экзамена.

Разложение нитратов

При установлении продуктов термического разложения нитратов удобно пользоваться рядом активности металлов, однако к нему следует добавить некоторые уточнения: литий и магний, обычно относятся к активным металлам, но разложение нитратов этих двух металлов происходит как у металлов средней активности. Медь относится к неактивным металлам, но разложение нитрата меди II идёт как разложение нитрата металла средней активности. Данные реакции являются весьма популярными в химии. На ЕГЭ задачи по разложению нитратов встречаются в заданиях линии 7 и 31.

Уравнения разложения нитратов активных металлов (кроме лития и магния):

  • 2KNO3 → 2KNO2 + O2↑ ‒ разложение нитрата калия
  • 2NaNO3 → 2NaNO2 + O2↑ ‒ разложение нитрата натрия
  • 2CsNO3 → 2CsNO2 + O2↑ ‒ разложение нитрата цезия
  • 2RbNO3 → 2RbNO2 + O2↑ ‒ разложение нитрата рубидия
  • Ca(NO3)2 → Ca(NO2)2 + O2↑ ‒ разложение нитрата кальция
  • Ba(NO3)2 → Ba(NO2)2 + O2↑ ‒ разложение нитрата бария
  • Sr(NO3)2 → Sr(NO2)2 + O2↑ ‒ разложение нитрата стронция

Уравнения разложения нитратов металлов средней активности, нитрата лития и нитрата меди II:

  • 4LiNO3 → 2Li2O + 4NO2↑ + O2↑ ‒ разложение нитрата лития
  • 2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2↑ + O2↑ ‒ разложение нитрата магния
  • 2Zn(NO3)2 → 2ZnO + 4NO2↑ + O2↑ ‒ разложение нитрата цинка
  • 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ ‒ разложение нитрата меди II
  • 4Al(NO3)3 → 2Al2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑ ‒ разложение нитрата алюминия
  • 4Fe(NO3)3 → 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑ ‒ разложение нитрата железа III
  • 4Cr(NO3)3 → 2Cr2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑ ‒ разложение нитрата хрома III

Во всех приведенных реакциях степень окисления металла не изменяется. Это характерно для нитратов, содержащих металл в высшей или наиболее устойчивой степени окисления. Если же нитрат образован переходным металлом в низшей степени окисления, то при разложении этого нитрата происходит окисление еще и металла.

Особые реакции разложения нитратов

Разложение нитрата железа II:

  • 4Fe(NO3)2 → 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑

В данной реакции два восстановителя – железа поднимает степень окисления с +2 до +3, кислород с ‒2 до 0. Окислитель – азот +5.

Аналогично идет реакция термического разложения нитрата хрома II:

  • 4Cr(NO3)2 → 2Cr2O3 + 8NO2↑ + O2↑

Разложение нитрата марганца II идет иначе, так как для марганца следующей после +2 устойчивой степенью окисления является не +3, а +4:

  • Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO2↑

Обратите внимание на то, что кислород в этой реакции не выделяется!

Задание в формате ЕГЭ с ответом:

Установите соответствие между названием вещества и продуктами его разложения: к каждой позиции, обозначенной буквой подберите позицию, обозначенную цифрой.

  1. нитрат железа II
  2. нитрат меди II
  3. нитрат ртути II
  4. нитрат магния
  5. нитрат калия
  6. нитрат серебра
  1. MeNO2 + O2
  2. MeO + NO2 + O2
  3. Me + NO2 + O2
  4. Me2O3 + NO2 + O2
Ответ:
АБВГДЕ

Пример задания из КИМ ЕГЭ:

Установите соответствие между формулой вещества и продуктами его разложения: к каждой позиции, обозначенной буквой подберите позицию, обозначенную цифрой.

  1. LiNO3
  2. Cu(NO3)2
  3. RbNO2
  4. Zn(NO3)2
  5. Hg(NO3)2
  6. Al(NO3)3
  1. MeNO2 + O2
  2. MeO + NO2 + O2
  3. Me + NO2 + O2
  4. Me2O + NO2 + O2
  5. Me2O3 + NO2 + O2
Ответ:
АБВГДЕ

Разложение нитрата аммония будет рассмотрено ниже, в реакциях разложения солей аммония.

Разложение солей аммония

При разложении солей аммония чаще всего образуется аммиак, исключения составляют соли, в которых анион проявляет окислительные свойства. Например, хлорид, бромид, йодид, сульфиды, карбонаты и фосфаты разлагаются без изменения степеней окисления (без ОВР). Процессы идут при нагревании:

  • NH4Cl → NH3↑ + HCl↑ ‒ разложение хлорида аммония
  • NH4Br → NH3↑ + HBr↑ ‒ разложение бромида аммония
  • NH4I → NH3↑ + HI↑ ‒ разложение йодида аммония
  • (NH4)2S → 2NH3↑ + H2S↑ ‒ разложение сульфида аммония
  • NH4HS → NH3↑ + H2S↑ ‒ разложение гидросульфида аммония
  • (NH4)3PO4 → 3NH3↑ + H3PO4 ‒ разложение фосфата аммония
  • (NH4)2HPO4 → 2NH3↑ + H3PO4 ‒ разложение гидрофосфата аммония
  • NH4H2PO4 → NH3↑ + H3PO4 ‒ разложение дигидрофосфата аммония
  • (NH4)2CO3 → 2NH3↑ + CO2↑ + H2O↑ ‒ разложение карбоната аммония
  • NH4HCO3 → NH3↑ + CO2↑ + H2O↑ ‒ разложение гидрокарбоната аммония

Разложение солей аммония с изменением степени окисления:

Разложение нитрита и нитрата аммония легко запомнить вместе, отнимите от этих солей всю воду и получите нужный продукт:

  • NH4NO3 → 2H2O + N2O ‒ разложение нитрата аммония
  • NH4NO2 → 2H2O + N2 ‒ разложение нитрита аммония

Задание по образцу ФИПИ:

Задана следующая схема превращений веществ. Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y. В ответ запишите соответствующую последовательность цифр без пробелов и дополнительных знаков, сначала вещество Х, затем вещество Y.

04101 задание 10 разложение нитратов
  1. NH3
  2. NO
  3. NH4NO3
  4. N2
  5. N2O
Ответ:
Азот окисляется до NO

Удобно запоминать вместе и разложение дихромата и перманганата аммония, так как образуются сходные продукты – азот, оксид и соль:

  • (NH4)2Cr2O7 → N2↑ + Cr2O3 + 4H2O↑ ‒ разложение дихромата аммония
  • 2NH4MnO4 → N2↑ + 2MnO2 + 4H2O↑ ‒ разложение перманганата аммония

Попробуйте решить задание ЕГЭ:

Установите соответствие между названием вещества и продуктами его разложения: к каждой позиции, обозначенной буквой подберите позицию, обозначенную цифрой.

  1. нитрит аммония
  2. нитрат аммония
  3. дихромат аммония
  4. хлорид аммония
  1. N2 + Cr2O3 + H2O
  2. NH3 + Cl2 + H2
  3. N2 + H2O
  4. NO2 + Cr2O3 + H2O
  5. NH3 + HCl
  6. N2O + H2O
Ответ:
АБВГ

Разложение карбонатов

Реакции разложения карбонатов также происходит при нагревании. Карбонаты щелочных металлов (IА-группа), кроме карбоната лития, не разлагаются. Большинство других карбонатов разлагаются до оксидов, карбонат серебра и карбонат ртути разлагаются с выделением свободного металла.

  • Li2CO3 → Li2O + CO2↑ ‒ разложение карбоната лития
  • MgCO3 → MgO + CO2↑ ‒ разложение карбоната магния
  • CaCO3 → CaO + CO2↑ ‒ разложение карбоната кальция
  • CuCO3 → CuO + CO2↑ ‒ разложение карбоната меди II
  • 2HgCO3 → 2Hg + 2CO2↑ + O2↑ ‒ разложение карбоната ртути II
  • 2Ag2CO3 → 4Ag + 2CO2↑ + O2↑ ‒ разложение карбоната серебра

Какие из перечисленных карбонатов разлагаются?

  1. Na2CO2
  2. MgCO3
  3. CaCO3
  4. K2CO3
  5. Cs2CO3
  6. CuCO3
Ответ:

При разложении каких карбонатов образуется оксид металла?

  1. Na2CO3
  2. HgCO3
  3. Li2CO3
  4. CaCO3
  5. Ag2CO3
  6. FeCO3
Ответ:

Разложение гидрокарбонатов

Гидрокарбонаты разлагаются до соответствующих карбонатов:

  • 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O↑ ‒ разложение гидрокарбоната натрия
  • Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2↑ + H2O↑ ‒ разложение гидрокарбоната кальция

При длительном нагревании происходит более глубокое разложение (это не качается гидрокарбонатов щелочных металлов, они в любом случае остаются карбонатами).

Например, в некоторых задачах может встретиться следующая фраза «гидрокарбонат нагревали до постоянной массы» или «смесь гидрокарбоната и карбоната нагревали до постоянной массы», какие реакции следует указать?

Если нагревают гидрокарбонат щелочного металла, то реакция одна:

  • 2KHCO3 → K2CO3 + CO2↑ + H2O↑

Если нагревают другие гидрокарбонаты, то нужно писать две реакции:

  • Ba(HCO3)2 → BaCO3 + CO2↑ + H2O↑ ‒ нагревание
  • BaCO3 → BaO + CO2↑ ‒ при продолжении нагревания

Разложение гидросульфитов

Идет сходным с разложением гидрокарбонатов образом, при термическом размножении этих солеи образуются сульфиты и выделяется газ:

  • 2KHSO3 → K2SO3 + SO2↑ + H2O↑ ‒ разложение гидросульфита калия
  • Ba(HSO3)2 → BaSO3 + SO2↑ + H2O↑ ‒ разложение гидросульфита бария

Разложение сульфитов

В отличие от реакция термического разложения карбонатов, большинство сульфитов разлагаются при нагревании со сменой степени окисления (происходит реакция самоокисления-самовосстановления или диспропорционирования). При нагревании сульфита образуется смесь сульфидов и сульфатов:

  • 4Na2SO3 → 3Na2SO4 + Na2S ‒ термическое разложение сульфита натрия
  • 4CaSO3 → 3CaSO4 + CaS ‒ термическое разложение сульфита кальция

Разложение сульфатов

Сульфаты щелочных металлов не разлагаются при нагревании. Сульфаты серебра и ртути разлагаются до свободного металла, сульфаты остальных металлов разлагаются до оксида металла, сернистого газа и кислорода.

Уравнения реакция разложения сульфатов:

  • 2CaSO4 → 2CaO + 2SO2↑ + O2↑ ‒ реакция разложения сульфата кальция
  • Ag2SO4 → 2Ag + 2SO2↑ + O2↑ ‒ реакция разложения сульфата серебра

Уравнения реакций разложения комплексных солей

При нагревании комплексные соли теряют воду, превращаясь в средние соли, степени окисления при этом не изменяются:

  • Na[Al(OH)4] → NaAlO2 + 2H2O↑ ‒ разложение тетрагидроксоалюмината натрия
  • K2[Zn(OH)4] → K2ZnO2 + 2H2O↑ ‒ разложение тетрагидроксоцинката калия
  • Ca[Be(OH)4] → CaBeO2 + 2H2O↑ ‒ разложение тетрагидроксобериллата кальция
  • Ba[Al(OH)4]2 → Ba(AlO2)2 + 4H2O↑ ‒ разложение тетрагидроксоалюмината бария

Реакция разложения дихромата калия и перманганата калия

На ЕГЭ по химии реакции разложения дихромата калия и перманганата калия часто встречаются в заданиях линии 29 и 31.Эти две реакции похожи, поэтому их удобно запоминать сразу парой:

  • 4K2Cr2O7 → 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2↑ ‒ уравнение термического разложения дихромата калия
  • 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑ ‒ уравнение термического разложение перманганата калия

Разложение бертолетовой соли

Бертолетова соль или хлорат калия разлагается на разные продукты в зависимости от условий. При нагревании до 150-300ºС в присутствие катализатора образуется хлорид калия и кислород:

  • 2KClO3 → 2KCl + 3O2↑

Сходным образом разлагается перхлорат калия:

  • KClO4 → KCl + 2O2↑

При температуре 400ºС бертолетова соль разлагается на перхлорат калия и хлорид калия:

  • 4KClO3 → 3KClO4 + KCl

Флэш-карточки с разложением солей. Перед Вами лицевая сторона карточки с формулой соли, попробуйте вспомнить основные продукты разложения этой соли и нажмите на карточку, чтобы проверить реакцию:

Разложение гидроксидов

Еще одна популярная тема в разложении веществ – термическое разложение гидроксидов. Большинство нерастворимых гидроксидов неустойчивы, разлагаются на оксид и воду. При этом степень окисления металла не меняется. Растворимые гидроксиды (щелочи) не разлагаются, за исключением неустойчивого гидроксида аммония (который не является щелочью).

  • 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O ‒ разложение гидроксида алюминия
  • Zn(OH)2 → ZnO + H2O ‒ разложение гидроксида цинка
  • Cu(OH)2 → CuO + H2O ‒ разложение гидроксида меди II
  • 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O ‒ разложение гидроксида железа III
  • NH4OH → NH3↑ + H2O или NH3·H2O → NH3↑ + H2O ‒ разложение гидроксида аммония

Разложение органических веществ

Сходным образом происходит и разложение органических веществ – гидроксидов метиламмония, диметиламмония, триметиламмония и некоторых других.

  • [CH3-NH3]OH → CH3-NH2↑ + H2O ‒ разложение гидроксида метиламмония
  • [(CH3)2-NH2]OH → (CH3)2-NH↑ + H2O ‒ разложение гидроксида диметиламмония
  • [(CH3)3-NH]OH → (CH3)3-N↑ + H2O ‒ разложение гидроксида триметиламмония

Разложение кислот

Неустойчивыми кислотами являются угольная, сернистая кислота и азотистая кислота, они разлагаются даже при небольшом нагревании:

  • H2CO3 → CO2↑ + H2O ‒ разложение угольной кислоты
  • H2SO3 → SO2↑ + H2O ‒ разложение сернистой кислоты
  • 2HNO2 → NO↑ + NO2↑ + H2O ‒ разложение азотистой кислоты без нагревания
  • 3HNO2 → HNO3 + 2NO↑ + H2O – разложение азотистой кислоты при нагревании

Разложение остальных кислот требует нагревания:

  • 4HNO3 → 4NO2 + O2↑ + 2H2O ‒ разложение азотной кислоты
  • H2SiO3 → SiO2 + H2O – разложение кремниевой кислоты