Химические свойства оксидов, кислот, оснований, солей и генетическая связь
Полная карта того, что с чем реагирует, и как безошибочно проходить цепочки превращений между классами.
Задания 13–17 и вторая часть КИМ строятся на одном наборе: кто с кем реагирует. Здесь не нужна интуиция — нужна таблица свойств и три ограничителя: ряд активности металлов, таблица растворимости и условия необратимости.
Реагируют вещества с противоположным характером: основной оксид с кислотой и кислотным оксидом, кислотный оксид со щёлочью и основным оксидом, кислота с основанием. Два кислотных оксида между собой не реагируют, два основных — тоже. Амфотерные оксиды и гидроксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами.
Карта свойств классов
| Класс | Реагирует с | Пример уравнения |
|---|---|---|
| Основный оксид | кислота, кислотный оксид, вода (только для щелочных и щёлочноземельных) | CaO + CO2 = CaCO3 |
| Кислотный оксид | щёлочь, основный оксид, вода (кроме SiO2) | SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O |
| Кислота | металл до H, основный и амфотерный оксид, основание, соль | 2HCl + CuO = CuCl2 + H2O |
| Щёлочь | кислота, кислотный оксид, соль (если выпадает осадок), амфотерный оксид | 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 |
| Нерастворимое основание | кислота, разлагается при нагревании | Cu(OH)2 →t° CuO + H2O |
| Соль | кислота, щёлочь, другая соль, более активный металл | Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu |
- ·Металл → основный оксид
- ·Основный оксид → основание
- ·Основание → соль
- ·Na → Na2O → NaOH → Na2SO4
- ·Неметалл → кислотный оксид
- ·Кислотный оксид → кислота
- ·Кислота → соль
- ·S → SO3 → H2SO4 → Na2SO4
Первый: металл вытесняет водород из раствора кислоты, только если стоит в ряду активности до H; Cu, Ag, Au с HCl и разбавленной H2SO4 не реагируют. Второй: металл вытесняет другой металл из раствора соли, только если активнее его, при этом щелочные и щёлочноземельные металлы в растворе реагируют с водой, а не с солью. Третий: реакция обмена в растворе идёт только при выпадении осадка, выделении газа или образовании воды.
Что надо помнить из таблицы растворимости
- Все нитраты и все соли натрия, калия и аммония растворимы — осадок из них не выпадает
- Нерастворимы почти все карбонаты, силикаты и фосфаты, кроме солей щелочных металлов и аммония
- BaSO4 — белый осадок, нерастворимый даже в кислотах
- AgCl — белый творожистый осадок, нерастворимый в кислотах
- Щёлочи: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2 (малорастворим), Sr(OH)2, Ba(OH)2
Условие: осуществите превращения Zn → ZnO → ZnSO4 → Zn(OH)2 → Na2[Zn(OH)4]. Решение по шагам. 1) 2Zn + O2 →t° 2ZnO — обжиг цинка. 2) ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O — амфотерный оксид реагирует с кислотой как основный. 3) ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + Na2SO4 — щёлочь берём в недостатке, иначе осадок растворится. 4) Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] — избыток щёлочи растворяет амфотерный гидроксид. Каждое уравнение проверено на баланс атомов, у осадка поставлена стрелка вниз.
В цепочках с Zn и Al эксперты снимают балл за уравнение, где Zn(OH)2 получают действием избытка щёлочи: в избытке осадок растворяется, поэтому в тексте решения нужно прямо написать «щёлочь в недостатке». Второй источник потерь — отсутствие условия над стрелкой: разложение Cu(OH)2, CaCO3, обжиг сульфидов идут только при нагревании, и без t° уравнение считается неверным. Третий — не поставленные знаки ↓ и ↑, из-за которых непонятно, выполнено ли условие протекания реакции.
- ✓Определил класс исходного и конечного вещества
- ✓Проверил по ряду активности, идёт ли реакция металла
- ✓Проверил по таблице растворимости, есть ли осадок
- ✓Указал условия: t°, кат., электролиз, недостаток или избыток реагента
- ✓Расставил коэффициенты и поставил ↓ и ↑
- ✓Пересчитал число атомов каждого элемента слева и справа