Основания, щёлочи, амфотерные и кислоты (в том числе бескислородные) — единая логика реакций и её главные ловушки.
Гидроксид — вещество с группой −OH. По аналогии с оксидами делятся на оснóвные (основания), амфотерные и кислотные (их называют кислородсодержащими кислотами). Кислоты вообще делятся на два типа по составу аниона.
Гидроксиды Ме в +1, +2 и NH₄+. Щёлочи (растворимы) — сильные; нерастворимые и NH₃·H₂O — слабые.
Гидроксиды Ме в +3, +4, а также Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂.
Кислородсодержащие (анион с O: H₂SO₄) и бескислородные (без O: HCl, H₂S) — не гидроксиды.
Тривиальные названия: Ca(OH)₂ — гашёная известь, NaOH — едкий натр, KOH — едкое кали, NH₃·H₂O — нашатырный спирт.
Бескислородные кислоты в чистом виде — газы (HF, HCl, HBr, HI, H₂S); в воде дают соответствующие кислоты. H₂CO₃ и H₂SO₃ в чистом виде не существуют — сразу разлагаются на оксид и воду. Все основания и амфотерные гидроксиды — твёрдые вещества.
Цвет: Fe(OH)₃ — бурый, Cr(OH)₃ — зелёный, Cu(OH)₂ — голубой, Fe(OH)₂ — бело-зелёный (быстро буреет на воздухе). HMnO₄ — малиновая, H₂CrO₄ — жёлтая, конц. HNO₃ — бурая (из-за NO₂).
H₂SO₄, HNO₃, HI, HBr, HCl > H₃PO₄ > H₂SO₃ > HF > HNO₂ > CH₃COOH > H₂CO₃ > H₂S > H₂SiO₃
| Реагент | Кислоты-неокислители | Кислоты-окислители (HNO₃, конц. H₂SO₄) |
|---|---|---|
| металлы | только до H в ряду активности | все, кроме Au, Pt, Pd (только в царской водке) |
| неметаллы | HCl/HBr/HI/H₂S вытесняют более слабый галоген/S | реагируют S, P, C; I₂ — только конц. HNO₃ |
| оснóвный/амфотерный оксид | соль + H₂O | соль + H₂O (возможна ОВР для Fe+2,Cu+1) |
РИО идёт до конца только если выделяется газ↑, осадок↓, вода или другой слабый электролит. В ионных уравнениях сильные электролиты расписывают на ионы, слабые — оставляют в молекулярном виде.
| Группа | Сильные (на ионы) | Слабые (молекулой) |
|---|---|---|
| Кислоты | H₂SO₄, HNO₃, HCl, HBr, HI, HClO₃, HClO₄, HMnO₄, H₂CrO₄, H₂Cr₂O₇ | H₂SO₃, H₂S, HNO₂, HF, H₃PO₄, H₂CO₃, H₂SiO₃, HClO, карбоновые |
| Гидроксиды | щёлочи ЩМ и ЩЗМ (Ca–Ra) | все нерастворимые, амфотерные, NH₃·H₂O |
| Соли | растворимые | нерастворимые/малорастворимые |
молекулярное: NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O
полное ионное: Na++OH-+H++NO₃- = Na++NO₃-+H₂O
сокращённое: OH- + H+ = H₂O
NH₃ + кислота → соль аммония — это реакция соединения, не нейтрализации: H₂SO₄ + 2NH₃(изб.) → (NH₄)₂SO₄. Нерастворимые и амфотерные гидроксиды реагируют с кислотой только если образуется растворимая соль.
Более сильная кислота вытесняет более слабую из её соли.
BaSO₄, SrSO₄, AgCl, AgBr, AgI, PbCl₂, PbBr₂, PbI₂ — не реагируют с кислотами. Сульфиды после железа в ряду активности (PbS, CuS, Ag₂S, HgS) тоже не растворяются в кислотах-неокислителях и в разб. HNO₃ — выпадают в осадок даже из H₂S. А сульфиды до Fe включительно (ZnS, FeS, Na₂S) растворяются с выделением H₂S↑.
Со щелочами из неметаллов реагируют галогены, P, S, Si (диспропорционирование); из металлов — только Be, Zn, Al.
| Реагент | Условие | Продукт |
|---|---|---|
| кислотный оксид, избыток щёлочи | — | средняя соль: 2NaOH(изб.)+CO₂→Na₂CO₃+H₂O |
| кислотный оксид (многоосновная к-та), избыток оксида | — | кислая соль: NaOH+CO₂(изб.)→NaHCO₃ |
| амфотерный оксид | твёрдая щёлочь, сплавление | средняя соль: 2NaOH(тв.)+ZnO→(t)Na₂ZnO₂+H₂O |
| амфотерный оксид | раствор щёлочи | гидроксокомплекс: 2NaOH(р-р)+ZnO+H₂O→Na₂[Zn(OH)₄] |
Только щёлочи и раствор NH₃ реагируют с растворами солей — осаждают нерастворимый гидроксид или выделяют NH₃ из соли аммония.
с кислотой (свойства основания): Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O
со щёлочью, раствор (свойства кислоты): Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]
со щёлочью, сплавление: Zn(OH)₂ + 2NaOH →(t) Na₂ZnO₂ + 2H₂O
Не реагирует с водным раствором щёлочи ни при каких условиях — только с расплавом: Fe(OH)₃ + NaOH →(t) NaFeO₂ + 2H₂O. С растворами солей амфотерные гидроксиды не реагируют — они сами нерастворимы.
| Гидроксид | Цвет осадка | Особенность |
|---|---|---|
| Cu(OH)₂ | голубой | при нагреве чернеет → CuO |
| Fe(OH)₂ | зеленоватый | буреет на воздухе → Fe(OH)₃ |
| Fe(OH)₃ | бурый | — |
| Cr(OH)₃ | серо-зелёный | амфотерный |
| Al(OH)₃, Zn(OH)₂ | белый | растворяются в избытке щёлочи |
| Mg(OH)₂ | белый | в избытке щёлочи не растворяется |
Ме(ЩМ/ЩЗМ) + вода; оксид ЩМ/ЩЗМ + вода; электролиз раствора хлорида. 2NaCl+2H₂O→(эл-з)2NaOH+H₂+Cl₂
Только обменом: соль + щёлочь (или NH₃·H₂O). AlCl₃+3NH₃+3H₂O→Al(OH)₃↓+3NH₄Cl
Неметалл + H₂: H₂+Cl₂→(свет)2HCl
Кислотный оксид + вода, РИО, ОВР: Cl₂O₇+H₂O→2HClO₄
Al(OH)₃ растворяется в избытке щёлочи, превращаясь в комплекс — осадок исчезнет. Раствор аммиака NH₃·H₂O даёт достаточно OH- для осаждения, но слишком слаб, чтобы растворить осадок. Поэтому для Al(OH)₃ и Zn(OH)₂ берут именно аммиак.
| Сравниваем | Правило | Пример |
|---|---|---|
| Кислоты одного элемента | сильнее та, где выше степень окисления | HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄ H₂SO₃ < H₂SO₄ |
| Кислоты по периоду | сильнее правее (выше ЭО) | H₃PO₄ < H₂SO₄ < HClO₄ |
| Бескислородные по группе вниз | сильнее ниже (связь длиннее и слабее) | HF < HCl < HBr < HI |
| Основания по группе вниз | сильнее ниже (металл активнее) | LiOH < NaOH < KOH < CsOH |
| Гидроксиды одного металла | чем выше с.о., тем кислотнее | Cr(OH)₂ основный → Cr(OH)₃ амфотерный → H₂CrO₄ кислота |
Всё сводится к одному: чем сильнее оттянуты электроны от связи O–H, тем легче уходит H+. Много кислорода при центральном атоме или высокая ЭО этого атома — кислота сильная. Активный металл, слабо удерживающий гидроксогруппу, — сильное основание.
Все основания растворимы, ведь они «щёлочи».
Щёлочи — это только растворимые основания: гидроксиды щелочных металлов плюс Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂. Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, Al(OH)₃ — нерастворимые и щелочами не называются.
Нерастворимое основание можно получить из оксида и воды.
CuO + H₂O не идёт. Нерастворимые гидроксиды получают только обменной реакцией: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄.
Амфотерный гидроксид со щёлочью всегда даёт комплексную соль.
В растворе — да: Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]. При сплавлении — обычная соль и вода: Al(OH)₃ + NaOH →(t) NaAlO₂ + 2H₂O.
Все нерастворимые гидроксиды разлагаются при нагревании одинаково.
Разлагаются нерастворимые — до оксида и воды: Cu(OH)₂ →(t) CuO + H₂O. А щёлочи (NaOH, KOH) при нагревании устойчивы и не разлагаются. Исключение среди щелочей — LiOH, он разлагается.
1) Осаждаем гидроксид: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ — выпадает голубой осадок.
2) Прокаливаем: Cu(OH)₂ →(t) CuO + H₂O — голубой осадок чернеет.
Напрямую из соли оксид не получить: это стандартная двухступенчатая цепочка «соль → нерастворимый гидроксид → оксид».
Ответь мысленно, потом раскрой карточку.
Обменом соли меди со щёлочью: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄. Из оксида и воды — нельзя.
Нерастворимое основание разложится: 2Fe(OH)₃ →(t) Fe₂O₃ + 3H₂O.
Да, он амфотерный: Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄] (в растворе, гидроксокомплекс).
KOH и Ba(OH)₂ — растворимы, значит щёлочи. Fe(OH)2 нерастворим.
Потому что NH3 — не гидроксид, а реакция идёт как соединение (нет отдельной группы OH-, отщепляющей воду), хотя по смыслу похоже на кислотно-основное взаимодействие.
Нет — AgCl относится к осадкам, не реагирующим с кислотами-неокислителями (наравне с BaSO4, PbI2 и др.).
Нет. Медь стоит после железа в ряду активности — её сульфид не реагирует с кислотами-неокислителями (в отличие от FeS, который растворяется с выделением H2S).
Избыток щёлочи → средняя соль: Na₂CO₃. Избыток оксида → кислая соль: NaHCO₃.
Нет ни при каких условиях — только с расплавом щёлочи: Fe(OH)3 + NaOH →(t) NaFeO2 + 2H2O.
Слабый электролит H2SiO3 и осадок не расписываем на ионы: SiO₃2- + 2H+ → H₂SiO₃↓.
Орбита оценит уровень по каждой из 34 тем ЕГЭ и сама подберёт, что решать дальше. Первая диагностика — 12 задач, регистрация по логину, почту не спрашиваем.
Начать бесплатно