В данном материале мы рассмотрим только те реакции неорганической химии, что выходят за пределы свойств классов (солей, кислот, оксидов, оснований) и часто встречаются в 8 задании. В материале Вы познакомитесь с самыми популярными реакциями, которые встречаются на экзамене.

Какие реакции нужно знать, чтобы решить ЕГЭ по химии?

1) Взаимодействие металлов с кислородом

  • Натрий, как и другие щелочные металлы (кроме лития), а также барий, при взаимодействии с кислородом образуют пероксиды или надпероксиды:

2Na + O2 = Na2O2

Причем, для натрия более характерен пероксид, а для калия – надпероксид:

K + O2 = KO2

  • Пероксиды реагируют с холодной и горячей водой по-разному: с холодной водой происходит реакция обмена:

Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2

В горячей воде происходит окислительно-восстановительная реакция:
2Na2O2 + H2O = 4NaOH + O2

2) Взаимодействие металлов с водой

Основные продукты при взаимодействии металлов с водой можно представить в виде следующей схемы:

Задание 8 ЕГЭ по химии

От активности металла зависит продукт реакции

  • Активные металлы, такие как натрий, калий, кальций, легко реагируют с водой, вытесняя водород. Реакции относятся к экзотермическим (проходят с выделением большого количества тепла), натрий и калий так активно реагируют с водой, что при контакте происходит их возгорание.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

  • Магний и алюминий тоже образуют гидроксиды, но для реакции необходимо нагревание. Алюминий берут в виде амальгамы.

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2

  • Металлы средней активности требуют нагревания для взаимодействия с водой, при этом образуется оксид, а не гидроксид:

Zn + H2O = ZnO + H2

  • Железо при взаимодействии с водой образует окалину (смесь оксида железа II и оксида железа III):

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

  • На влажном воздухе железо превращается в бурый гидроксид железа III:

2Fe + 3H2O + 3O2 = 2Fe(OH)3

Задание в формате ЕГЭ с ответом:

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. K + H2O →
  2. K2O + H2O →
  3. K + O2
  4. K2O2 + H2Oхолод. →
  1. KOH
  2. K2O
  3. KOH + H2O2
  4. KOH + H2
  5. KO2
Ответ:
АБВГ

Пример задания из КИМ ЕГЭ:

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Ba + O2
  2. BaO + H2O →
  3. Ba + H2O →
  4. BaO2 + H2O (горяч.) →
  1. Ba(OH) 2 + O2
  2. BaO2
  3. Ba(OH) 2
  4. BaO
  5. Ba(OH) 2 + H2
Ответ:
АБВГ

От активности металла зависит продукт реакции

3) Амфотерные металлы

Алюминий, цинк и бериллий отличаются от других металлов тем, что могут вступать во взаимодействие с концентрированными растворами щелочей, понятие «амфотерные металлы» использовано для облегчения поиска, такое понятие не совсем верно.

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

4) Амфотерные оксиды и гидроксиды

Амфотерные оксиды и гидроксиды реагируют с концентрированными растворами щелочей, причем продукт зависит от агрегатного состояния исходной щелочи: если она твердая, то применяют сплавление и образуется средняя соль, если же щелочь дана в растворенном виде, то образуется комплексная соль. Эти различия очень часто встречаются в задании 8 на ЕГЭ по химии!

  • При сплавлении:

Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O↑

Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O↑

  • При растворении в концентрированной щелочи:

BeO + 2KOH + H2O = K2[Be(OH)4]

Be(OH)2 + 2KOH = K2[Be(OH)4]

Можно брать любую щелочь и любой амфотерный оксид или гидроксид.

  • Амфотерные оксиды, при сплавлении с солями, вытесняют летучие кислотные оксиды:

Na2CO3 + Al2O3 = 2NaAlO2 + CO2

K2SO3 + ZnO = K2ZnO2 + SO2

Задание по образцу ФИПИ:

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Be + KOH р-р →
  2. BeO + KOH р-р →
  3. BeO + KOH тв. →
  4. Be(OH) 2 + KOH тв. →
  1. K2 [Be(OH) 4] + H2O
  2. K2 [Be(OH) 4] + H2
  3. K2O + Be(OH) 2
  4. K2 [Be(OH) 4]
  5. K2BeO2 + H2O
Ответ:
АБВГ

5) Комплексные соли

  • Комплексные соли разлагаются при нагревании с потерей воды:

Na[Al(OH)4] = NaAlO2 + 2H2O

K2[Zn(OH)4] = K2ZnO2 + 2H2O

  • Комплексные соли реагируют с сильными кислотами в двух вариантах (при избытке и при недостатке кислоты):

Na[Al(OH)4] + HCl = NaCl + H2O + Al(OH)3↓ (при недостатке кислоты)

Na[Al(OH)4] + 4HCl = NaCl + AlCl3 + 4H2O (при избытке кислоты)

  • Комплексные соли реагируют со слабыми кислотами и летучими кислотными оксидами, получаемые сульфиды, карбонаты, сульфиты алюминия неустойчивы, поэтому вместо них записывают гидроксид амфотерного металла:

2Na[Al(OH)4] + H2S = Na2S + 2Al(OH)3 + 2H2O (при недостатке сероводородной кислоты)

Na[Al(OH)4] + H2S = NaHS + Al(OH)3 + H2O (при избытке сероводородной кислоты)

2Na[Al(OH)4] + CO2 = Na2CO3 + 2Al(OH)3 + H2O (при недостатке углекислого газа)

Na[Al(OH)4] + CO2 = NaHCO3 + Al(OH)3 (в условиях избытка углекислого газа)

Попробуйте решить задание ЕГЭ:

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Na2 [Zn(OH) 4] нагревание →
  2. Na2 [Zn(OH) 4] + H2S изб. →
  3. Na2 [Zn(OH) 4] + H2S нед. →
  4. NaOH тв. + Zn(OH) 2
  1. NaHS + ZnS + H2O
  2. Na2S + Zn(OH) 2 + H2O
  3. Na2ZnO2 + H2O
  4. Na2S + Zn + H2O
  5. Na2ZnO2 + H2
Ответ:
АБВГ

6) Амфотерные соли

Термин «амфотерные соли» некорректен, однако за последний месяц было более четырех тысяч запросов с таким сочетанием слов, под амфотерными солями школьник понимает соли, в анионе которого стоит амфотерный металл, а также комплексные соли, описанные выше. На самом деле, соли в которых амфотерный металл принадлежит аниону следует относить к самым обычным средним солям. Рассмотрим свойства некоторых из них, например, цинката натрия (Na2ZnO2) и алюмината калия (KAlO2).

  • Реагируют с сильными кислотами:

Na2ZnO2 + 4HCl = 2NaCl + ZnCl2 + 2H2O

2KAlO2 + 4H2SO4 = K2SO4 + Al2(SO4)3 + 4H2O

Б) Растворяются в воде с образованием соответствующей комплексной соли:

KAlO2 + 2H2O = K[Al(OH)4]

  • Также под амфотерными солями школьники подразумевают соли, содержащие в катионе металл в третьей валентности (что тоже является неверным, это средние соли) или цинк и бериллий, такие соли могут по-разному реагировать с растворами щелочей, например:

AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)3 (недостаток щелочи, разбавленный раствор щелочи)

AlCl3 + 4NaOH = NaCl + Na[Al(OH)4] (избыток щелочи, концентрированный раствор щелочи)

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Na2BeO2 + H2SO4
  2. Na2 [Be(OH) 4] + H2SO4 изб. →
  3. Na2 [Be(OH) 4] + H2SO4 нед. →
  4. Na2BeO2 + H2O →
  1. Na2SO4 + BeSO4 + H2O
  2. Na2SO4 + Be(OH) 2
  3. Na2SO4 + Be(OH) 2 + H2O
  4. Na2 [Be(OH) 4]
  5. NaOH + BeSO4 + H2O
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. AlCl3 + KOH разб. →
  2. AlCl3 + K2CO3 р-р →
  3. AlCl3 + KOH конц. →
  4. Al2O3 + K2CO3 тв. →
  1. Al(OH) 3 + KCl
  2. KCl + KAlO2 + H2O
  3. KAlO2 + CO2
  4. K[Al(OH) 4] + KCl
  5. Al(OH) 3 + KCl + CO2
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Ba(OH) 2 нед. + AlCl3
  2. Ba(OH) 2 изб. + AlCl3
  3. Ba(AlO2)2 + HCl →
  4. Ba[Al(OH) 4]2 + HCl изб. →
  1. Ba(OH) 2 + AlCl3 + H2O
  2. BaCl2 + Ba[Al(OH) 4]2
  3. BaCl2 + AlCl3 + H2O
  4. BaCl2 + Al(OH) 3 + H2O
  5. BaCl2 + Al(OH) 3
Ответ:
АБВГ

7) Углерод на ЕГЭ

В задании 8 часто встречаются гидрокарбонаты, рассмотрим их важнейшие свойства на примере гидрокарбоната кальция.

Гидрокарбонаты, как и другие кислые соли, при взаимодействии с щелочами, оксидами, солями, кислотами и при нагревании часто превращаются в средние соли.

  1. Разложение при нагревании:

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

  1. Взаимодействие с щелочами:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O

Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O

  1. Взаимодействие с кислотами:

Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2CO2 + 2H2O

  • Реакция с карбонатами. Эти реакции идут с образованием кислых солей, необходимый для их образования водород поступает из воды, поэтому составители используют такие обозначения как CO2 р-р или CaCO3 влажн., реакция идет по следующей схеме:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

  • Углекислый газ

Восстановление углерода активными металлами и углеродом:

CO2 + 2Mg → 2MgO + C

CO2 + C → 2CO

  • Реакции с монооксидом углерода:
  1. CO или угарный газ – хороший восстановитель, реагирует с окислителями:

CO + CuO = CO2 + Cu

CO + Cl2 = COCl2

CO + Br2 = COBr2

2CO + O2 = 2CO2

  1. Монооксид углерода проявляет и окислительные свойства:

СO + H2 = CH3OH

  1. Вступает в реакции без изменения степени окисления:

CO + NaOHтв. = HCOONa (при сплавлении)

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. KHCO3 + Ca(OH) 2
  2. Mg(HCO3)2 + H2CrO4
  3. MgCO3 + H2CrO4
  4. Ca(HCO3)2 + KOH →
  1. Cr2O3 + MgCO3 + H2O
  2. KOH + Ca(HCO3)2
  3. CaCO3 + K2CO3 + H2O
  4. MgCrO4 + H2O + CO2
  5. CaO + K2CO3 + H2O
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Mg + CO2
  2. MgO + CO2
  3. Mg(HCO3)2 + NaOH →
  4. MgCl2 + Na2CO3
  1. MgO + C
  2. MgCO3
  3. Mg + CO
  4. MgCO3 + Na2CO3 + H2O
  5. MgCO3 + NaCl
Ответ:
АБВГ

8) Азот на ЕГЭ

Очень популярной в заданиях ЕГЭ по химии является азотная кислота, в отличие от обычных кислот, в качестве окислителя выступает не протон водорода, а азот в высшей степени окисления.

В общем, схему реакции кислоты с металлами можно представить в следующем виде:

HNO3 + Me → Me+x(NO3)x + H2O + особый продукт

Особые продукты зависят от характера металла, приведем из в виде таблицы:

Таблица – свойства азотной кислоты

Реагент

HNO3 концентрированная

HNO3

разбавленная

Активные металлы (металлы IA и IIА-группы в таблице Менделеева)

N2O

(редко NO)

NH4NO3

(редко N2 или NH3)

Неактивные металлы

Cu, Ag, Hg

NO2

NO

Cr, Al, Fe

На холоде реакция не идёт в следствие пассивации,

 При нагревании образуется NO2, а металл приобретает степень окисления +3

NO

(редко N2, N2O)

Металлы средней активности (все остальные металлы, например, Zn, Ni, Co)

NO2

NO

(редко N2, N2O)

Au, Pt

Реакция не идет

Реакция не идет

  • Примеры реакций металлов с азотной кислотой:

4HNO3 разб. + Al = Al(NO3)3 + NO + 2H2O (при любой температуре)

6HNO3 конц. + Al = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (реакция идет только при нагревании)

10HNO3 разб. + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

10HNO3 конц. + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O

  • C другими восстановителями азотные кислоты ведут себя аналогичным образом: у концентрированной продуктом является NO2, а у разбавленной – NO:

FeO + 4HNO3 конц. = Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

3FeO + 10HNO3 разб. = 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

  • Азотная кислота реагирует и с неметаллами, например, с серой и углеродом:

6HNO3 конц. + S = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

4HNO3 конц. + С = CO2 + 4NO2 + 2H2O

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. CuO + HNO3 конц. →
  2. CuO + HNO3 разб. →
  3. Cu + HNO3 конц. →
  4. Cu + HNO3 разб. →
  1. Cu(NO3)2 + H2O + NO2
  2. CuO + NO2 + O2
  3. Cu(NO3)2 + H2O
  4. Cu(NO3)2 + H2O + NO
  5. CuNO3 + H2O + NO
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. FeO + HNO3 конц. →
  2. Fe + HNO3 конц. tºC →
  3. Fe(NO3)2 + HNO3 конц. →
  4. FeO + HNO3 разб. →
  1. Fe(NO3)2 + H2O + NO2
  2. Fe(NO3)3 + H2O + NO2
  3. Fe(NO3)2 + H2O + NO
  4. Fe(NO3)3 + H2O + NO
  5. Fe(NO3)2 + H2O
Ответ:
АБВГ

9) Фосфор на ЕГЭ

  • Фосфор выступает в роли окислителя и восстановителя в реакции с щелочами:

4P + 3NaOH + 3H2O → 3NaH2PO2 + PH3

Это одна из самых популярных окислительно-восстановительных реакций с фосфором на ЕГЭ по химии.

  • оксид фосфора III реагирует с холодными растворами щелочей и водой без изменения степени окисления:

P2O3 + 2KOH + H2O → 2KH2PO3

P2O3 + 3H2O → 2H3PO3 (или HPO2)

  • Соединения фосфора III – хорошие восстановители, стремятся превратиться в соединения фосфора V:

P2O3 + окислитель → PO43‒ + продукты восстановления

P2O3 + 4KMnO4 + 10KOH → 2K3PO4 + 4K2MnO4 + 5H2O

P2O3 + 4HNO3 + H2O → 2H3PO4 + 4NO2

  • Оксид фосфора V реагирует с водой, образуя ряд кислот:

P2O5 + H2O → 2HPO3 – метафосфорная (в сильном недостатке воды)

P2O5 + 2H2O → H4P2O7 – пирофосфорная (в небольшом недостатке воды)

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 – ортофосфорная (в избытке воды)

  • Фосфаты могут образовывать кислые соли, при взаимодействии с фосфорной кислотой:

2K3PO4 + H3PO4 → 3K2HPO4

K3PO4 + 2H3PO4(большой избыток) → 3KH2PO4

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. NaH2PO4 + NaOH нед. →
  2. NaH2PO4 + NaOH изб. →
  3. NaH2PO4 изб. + NaOH →
  4. NaH2PO4 нед. + NaOH →
  1. Na3PO4 + H2O
  2. NaH2PO3 + H2O
  3. Na3PO4 + P2O5
  4. NaH2PO2 + H2O
  5. Na2HPO4 + H2O
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. P2O5 + H2O нед. →
  2. P2O3 + KOH →
  3. P + KOH →
  4. P2O5 нед. + H2O →
  1. K2HPO3 + H2O
  2. KH2PO2 + PH3
  3. HPO3
  4. H3PO4
  5. HPO2
Ответ:
АБВГ

10) Сера на ЕГЭ

Таблица ‒ Серная кислота

Свойства

Разбавленная H2SO4

Концентрированная H2SO4

Окислительные свойства

Окислитель за счет протона водорода

Окислитель за счет серы

Активные металлы

2Na + H2SO4 = Na2SO4 + H2

8Na + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + 4H2O + H2S↑

Металлы средней активности

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + 4H2O + S↓

(в зависимости от концентрации кислоты может выделиться SO2 или H2S)

Al, Cr, Fe

Как с другими металлами до водорода:

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

На холоде реакция не идет (пассивация), при нагревании:

2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2

Металлы средней активности

Реакция не идет, так как эти металлы не могут вытеснить водород

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + 2H2O + SO2

  • Обменная реакция с концентрированной серной кислотой:

NaCl + H2SO4 конц. = NaHSO4 + HCl↑ (при сильном нагревании)

Остальные обменные реакции стандартны и в этом материале рассмотрены не будут.

  • Сероводород:

SO2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2O

2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 (кислород в избытке)

2H2S + O2 = 2H2O + 2S↓ (кислород в недостатке)

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. KCl тв. + H2SO4 конц. →
  2. KI + H2SO4 конц. →
  3. Fe + H2SO4 конц. tºC →
  4. FeO + H2SO4 конц. →
  1. Cl2 + K2SO4 + H2O
  2. KHSO4 + HI
  3. KHSO4 + HCl
  4. I2 + K2SO4 + H2S
  5. Fe2 (SO4)2 + H2O + SO2
  6. FeSO4 + H2O
Ответ:
АБВГ

11) Замещение неметаллов

Часто в задании 8 ЕГЭ по химии встречается замещение брома на хлор, или йода на хлор или бром. Галогены могут вытеснять друг друга и другие неметаллы из соединений. Чтобы понимать, какие неметаллы  могут вытеснить другие неметаллы, нужно помнить о том, что в ПС Д.И. Менделеева элементы стоят таким образом, что чем правее и выше стоит элемент, тем сильнее проявляются его неметаллические свойства, и тем выше его электроотрицательность. Более электроотрицательные неметаллы могут вытеснять менее электроотрицательные. Так, хлор и бром стоят выше в таблице Менделеева, чем йод, поэтому могут вытеснить его из соединений:

2NaI + Br2 = 2NaBr + I2

2KI + Cl2 = 2KCl + I2

Хлор может вытеснить бром:

2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2

Йод не может вытеснить другие галогены, так как расположен в ПС ниже хлора, брома и фтора, но йод может вытеснить те элементы-неметаллы, что стоят левее в Периодической системе, например, серу:

H2S + I2 = 2HI + S

Можно использовать ряд электроотрицательности неметаллов, на реальном ЕГЭ его не будет, легче запомнить Периодический закон, тем более что эти знания также нужны для выполнения задания 2 ЕГЭ по химии.

Вытеснение неметаллов

12) Взаимодействие неметаллов с другими неметаллами

Более электроотрицательные неметаллы могут окислить менее электроотрицательные неметаллы. То есть те элементы, которые стоят в ПС выше и правее отнимают электроны у тех неметаллов, которые стоят ниже и левее.

Например, хлор, бром и фтор могут окислить йод, серу, фосфор (наиболее популярные на ЕГЭ реакции). В таблице представлены наиболее популярные продукты:

Таблица – взаимодействие неметаллов

Восстановители

Окислители

F2

Cl2

Br2

I2

O2

S

I2

IF7

IF5

ICl5

ICl3

ICl

IBr5

IBr3

IBr

 

S

SF6

SCl4

SBr4

SO2

P

PF5

PCl5

PCl3

PBr5

PBr3

PI3

P2O3

P2O5

P2S3

P2S5

Si

SiF4

SiCl4

SiBr4

SiI4

SiO2

SiS2

H2

HF

HCl

HBr

HI

H2O

H2S

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. S + O2
  2. SO2 + O2
  3. H2S + SO2
  4. S + P →
  1. S + H2O
  2. SO2
  3. P2S3
  4. SO3
  5. S3P2
Ответ:
АБВГ

13) Медь и её соединения

2CuCl2 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 4KCl

Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2 – темно-синий комплекс

Cu2O + 4NH3 + H2O = 2[Cu(NH3)2]OH – прозрачный раствор

3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O

14) Серебро и его соединения

AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl

8AgNO3 + PH3 + 4H2O = H3PO4 + 8Ag + 8HNO3

15) Хром и его соединения

  • Соединения хрома II – хорошие восстановители, при взаимодействии с окислителями превращаются в соединения хрома III

4CrO + O2 = 2Cr2O3

CrO + 4HNO3 = Cr(NO3)3 + 2H2O + NO2

  • соединения хрома III проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства:

2Na3[Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 6NaBr + 8H2O + 2Na2CrO4 (хром в степени окисления +3 является восстановителем)

2CrCl3 + H2 = 2CrCl2 + 2HCl (хром в степени окисления +3 является восстановителем)

  • Дихроматы – соли, окрашивающие растворы в оранжевый цвет и хроматы – соли желтого цвета устойчивы в разных средах: в кислой среде устойчивы оранжевые дихроматы, а в щелочной – желтые хроматы. В зависимости от среды, они могут взаимно превращаться:

Хромат превращается в дихромат в кислой среде, раствор меняет цвет с желтого на оранжевый.

2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7  + Na2SO4 + H2O

Дихромат превращается в хромат в щелочной среде, раствор меняет цвет с оранжевого на желтый.

K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O

В ЕГЭ по химии стали уже традиционными задания с соединениями хрома, особенно с дихроматами, в основном встречается их окислительно-восстановительные свойства:

Окислительные свойства дихромата калия

16) Железо и его соединения

  • Железо реагирует с концентрированной азотной и серной кислотой только при нагревании, с разбавленными кислотами реагирует при нормальных условиях, например:

Fe + 6HNO3 конц = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (при нагревании)

  • Взаимодействие железа с галогенами и галогенводородами:

Таблица – Железо с галогенами и галогеноводородами

С галогенами

С галогенводородом

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

2Fe + 3Br2 = 2FeBr3

Fe + 2HBr = FeBr2 + H2

Fe + I2 = FeI2

Fe + 2HI = FeI2 + H2

 

  • Соединения двухвалентного железа – хорошие восстановители, с окислителями превращаются в соединения трехвалентного железа:

FeO + 4HNO3 конц = Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

 

  • Железная окалина – двойной оксид Fe3O4 или FeO·Fe2O3, проявляет как окислительные (за счет оксида железа III), так и восстановительные (за счет железа II) свойства, а также растворяется в кислотах, образуя две соли (железа II и железа III)

Fe3O4 + 4H2SO4 разб. = FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O (оксиды железа растворились в разбавленной серной кислоте без изменения степени окисления)

Fe3O4 + 8KI + 4H2SO4 = 3FeI2 + 4K2SO4 + I2 + 4H2O (железная окалина проявляет окислительные свойства за счет наличия железа III)

Fe3O4 + 10HNO3конц = 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O (железная окалина проявляет восстановительные свойства за счет железа II)

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Fe + I2
  2. Fe + Cl2
  3. Fe + HCl →
  4. Fe + O2
  1. FeI3
  2. FeCl2
  3. FeI2
  4. FeCl3
  5. FeO
  6. Fe3O4
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. Fe + CuSO4
  2. Fe + H2SO4 р-р →
  3. Fe + H2SO4 конц. tºC →
  4. Fe + H2O + O2
  1. FeSO4 + Cu
  2. FeSO4 + H2
  3. Fe2(SO4)3 + Cu
  4. Fe2 (SO4)3 + H2
  5. Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
  6. Fe(OH) 3
Ответ:
АБВГ

17) Соединения марганца

  • Марганец в степени окисления +7 проявляет окислительные свойства. Продукты его восстановления зависят от среды:

Перманганат в разных средах

Примеры реакция перманганата калия:

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

2KMnO4 + 6KI + 4H2O = 2MnO2 + 3I2 + 8KOH

2KMnO4 + SO2 + 4KOH = K2SO4 + 2K2MnO4 + 2H2O

  • Марганец в степени окисления +4 проявляет как окислительные. Так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства чаще проявляет в кислой среде, восстанавливаясь до катиона +2.

Окислительные свойства оксида марганца 4

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

MnO2 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O

MnO2 + H2O2 + H2SO4 → O2 + MnSO4 + 2H2O

В) Марганец в степени окисления +4 проявляет и восстановительные свойства, окисляясь до +6 в щелочной среде, и до +7 в кислой:

Восстановительные свойства оксида марганца 4

MnO2 + Br2 + 4KOH = K2MnO4 + 2KBr + 2H2O

  • Соединения марганца II, например, MnSO4 проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства проявляет в реакциях с более активными металлами, например, с алюминием:

3MnSO4 + 2Al = 3Mn + Al2(SO4)3

Восстановительные свойства проявляет при взаимодействии с типичными окислителями.

Марганец 2 восстановитель

2MnSO4 + 5PbO2 + 3H2SO4 = 2HMnO4 + 5PbSO4 + 2H2O

3MnSO4 + 2KMnO4 + 2H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4

3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH = 3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O

18) Неметаллы с щелочами

  • Галогены с щелочами:

Хлор, бром и йод реагируют с щелочами при разных условиях. На холоде окисления галогена происходит чаще до степени окисления +1 (восстановление в любых условиях происходит до степени окисления ‒1). Описать данную реакцию можно уравнением:

Г2 + 2NaOH = NaГ + NaГO + H2O (вместо гидроксида натрия можно взять любую щелочь, содержащую одновалентный металл: K, Cs, Rb)

2 + 2Ca(OH)2 = CaГ2 + Ca(ГO)2 + 2H2O (вместо гидроксида кальция можно брать гидроксид бария и стронция).

Где Г = I, Cl, Br

Например:

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O

2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

При нагревании окисление галогена часто проходит до степени окисления +5:

2 + 6NaOH = 5NaГ + NaГO3 + 3H2O

2 + 6Ca(OH)2 = 5CaГ2 + Ca(ГO3)2 + 6H2O

Например:

3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

6Cl2 + 6Ca(OH)2 = 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O

Обращайте внимание на температуру, от Вашей внимательности зависят Ваши баллы на ЕГЭ по химии!

  • Сера, селен и теллур тоже реагируют с щелочами по одной схеме:

3Э + 6NaOH = 2Na2Э + Na2ЭO3 + 3H2O

3Э + 3Ca(OH)2 = 2CaЭ + CaЭO3 + 3H2O

Например:

3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

3S + 3Ca(OH)2 = 2CaS + CaSO3 + 3H2O

  • Фосфор с щелочами:

4P + 3NaOH + 3H2O = 3NaH2PO2 + PH3

  • Кремний с щелочами:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. S + NaOH →
  2. SO2 + NaOH →
  3. SO3 + NaOH →
  4. H2S + NaOH →
  1. NaHS + S + H2O
  2. Na2SO4 + H2O
  3. Na2S + Na2SO3 + H2O
  4. Na2SO3 + H2O
  5. Na2S + H2O
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. P + NaOH →
  2. P2O3 + NaOH →
  3. P2O5 + NaOH изб. →
  4. P2O5 + NaOH нед. →
  1. NaH2PO2
  2. NaH2PO3
  3. Na3P
  4. Na3PO4
  5. NaH2PO4
Ответ:
АБВГ

19) Кислотные оксиды с щелочами

Кислотные оксиды реагируют с щелочами, образуя соль и воду, к нестандартным реакциям относят взаимодействие диоксида азота с щелочами, продукты которого зависят от наличия в среде кислорода:

2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O

4NO2 + 4NaOH + O2 = 4NaNO3 + 2H2O

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. NaOH + Cl2O →
  2. NaOH + NO2 + O2
  3. NaOH + Cl2O3
  4. NaOH + HNO3
  1. NaClO + H2O
  2. NaCl + HCl
  3. NaClO2 + H2O
  4. NaNO3 + H2O
  5. NaNO2 + NaNO3 + H2O
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. NaOH + SO2
  2. NaOH + SO3
  3. NaOH + NO2
  4. NaOH + P2O5
  1. NaNO3 + NaNO2 + H2O
  2. Na2SO4 + H2O
  3. NaNO2 + H2O
  4. NaH2PO4
  5. NaH2PO3
  6. Na2SO3 + H2O
Ответ:
АБВГ

20) Гидриды, фосфиды, нитриды, сульфиды, карбиды

Многие неметаллы реагируют с активными металлами, образуя соли или солеподобные вещества, легко гидролизующиеся в воде или кислотах.

Для начала рассмотрим схемы образования этих веществ. В них неметалл часто проявляет низшую степень окисления (значение низшей степени окисления легко определяется по номеру группы: для этого от номера группы нужно отнять 8, например, для азота это будет 5 ‒ 8 = ‒3)

Таблица – Степени окисления, которые принимают неметаллы при взаимодействии с активными металлами:

С

Si

N и P

S, Se, Te

F, Cl, Br, I

‒4

(с Na, K, Al)

‒1

(с Ca, Mg)

‒4

‒3

‒2

‒1

Карбиды

Силициды

Нитриды и фосфиды

Сульфиды, селениды, теллуриды

Фториды, хлориды, бромиды, йодиды

Степени окисления активных металлов равны номеру группы, в которой они стоят в ПС.

4Na + C = Na4C

4Al + 3C = Al4C3

Ca + 2C = CaC2

4K + Si = K4Si

3Ca + N2 = Ca3N2

3K + P = K3P

2Al + 3S = Al2S3

Ba + Cl2 = BaCl2

Практически все эти вещества, за исключением некоторых сульфидов и галогенидов (хлоридов, бромидов, йодидов, фторидов) неустойчивы в растворах и подвергаются мгновенному гидролизу, который стоит рассматривать как обычную обменную реакцию с водой:

K3P + 3HOH = 3KOH + PH3

Na4Si + 4HOH = 4NaOH + SiH4

Ca3N2 + 6HOH = 3Ca(OH)2 + 2NH3

Продукт гидролиза карбидов зависит от степени окисления углерода в исходном веществе: если она равна ‒1, то образуется ацетилен (C2H2), а если ‒4, то метан (CH4).

Al4C3 + 12HOH = 4Al(OH)3 + 3CH4

CaC2 + 2HOH = Ca(OH)2 + C2H2

Так же происходит их кислотный гидролиз:

Al4C3 + 12HCl = 4AlCl3 + 3CH4

Ba3P2 + 3H2SO4 = 3BaSO4 + 2PH3

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. MgC2 + H2O →
  2. Na4C + H2O →
  3. Mg3P2 + H2O →
  4. Na3P + H2O →
  1. NaOH + C2H2
  2. Mg(OH) 2 + CH4
  3. Mg(OH) 2 + PH3
  4. NaOH + CH4
  5. Mg(OH) 2 + C2H2
  6. NaOH + PH3
Ответ:
АБВГ

21) Гидролиз бинарных соединений с ковалентной полярной связью

При гидролизе бинарных соединений неметаллов важно помнить, что степень окисления неметаллов не изменяется, из неметалла с положительной степенью окисления образуется кислотный гидроксид (кислородсодержащая кислота), из отрицательно заряженного неметалла образуется бескислородная кислота:

PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl

SF6 + 4H2O = H2SO4 + 6HF

ICl3 + 2H2O = HIO2 + 3HCl

Для образования гидроксидов неметаллов можно воспользоваться следующей таблицей:

Степень окисления неметалла

Э+1

Э+3

Э+4

Э+5

Э+6

Э+7

Соответствующая кислота (кислотный гидроксид)

НЭО

HЭO2

Или

H3ЭO3

H2ЭO3

HЭO3

Или

H3ЭO4

H2ЭO4

HЭO4

Примеры

HClO

HClO2

H3PO3

H2SO3

HIO3

H3PO4

H2SO4

HClO4

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. ICl + H2O →
  2. ICl3 + H2O →
  3. ICl5 + H2O →
  4. ICl7 + H2O →
  1. HClO3 + HI
  2. HIO + HCl
  3. HIO4 + HCl
  4. HIO2 + HCl
  5. HIO3 + HCl
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. PCl3 + H2O →
  2. SCl4 + H2O →
  3. SiCl4 + H2O →
  4. PCl5 + H2O →
  1. H2SO4 + HCl
  2. H2SiO3 + HCl
  3. H3PO3 + HCl
  4. SO2 + HCl
  5. HPO3 + HCl
Ответ:
АБВГ

22) Взаимный гидролиз

При взаимодействии некоторых солей могут образоваться новые соли, неустойчивые в растворах, в таких случаях в таблице растворимости на пересечении катиона и аниона мы видим прочерк (не существует или необратимо разлагается водой), например, сульфид алюминия:

Взаимный гидролиз

Сульфид алюминия образуется в реакциях между растворимыми сульфидами и солями алюминия:

3Na2S + 2AlCl3 = 6NaCl + Al2S3

Но данная запись неверна, так как сульфида алюминия не существует в растворах, записываем уравнение гидролиза этой соли:

Al2S3 + 6HOH = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

Объединим первое уравнение со вторым(левую часть первого уравнение соединяем с левой частью второго уравнения, а правую с правой, все коэффициенты сохраняем):

3Na2S + 2AlCl3 + Al2S3 + 6H2O = 6NaCl + Al2S3 + 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

Сокращаем сульфид алюминия, так как он есть и в правой части реакции, и в левой:

3Na2S + 2AlCl3 + 6H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ - так выглядит реакция взаимодействия растворов сульфида натрия и хлорида алюминия.

Рассмотрим еще один пример - взаимодействие карбоната калия и нитрата железа III:

3K2CO3 + 2Fe(NO3)3 = Fe2(CO3)3 + 6KNO3

Образовавшийся карбонат железа III разлагается в воде:

Взаимный гидролиз при образовании солей

Fe2(CO3)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2

Соединяем два уравнения:

3K2CO3 + 2Fe(NO3)3 + Fe2(CO3)3 + 3H2O = Fe2(CO3)3 + 6KNO3 + 2Fe(OH)3↓ + 3CO2

Сокращаем карбонат железа III с обеих сторон:

3K2CO3 + 2Fe(NO3)3 + 3H2O = 6KNO3 + 2Fe(OH)3↓ + 3CO2

Взаимный гидролиз попался мне на реальном досрочном ЕГЭ по химии 2022 во второй части!

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. CrCl3 + NaOH изб. →
  2. CrCl3 + NaOH нед. →
  3. CrCl3 + Na2S р-р →
  4. Cr2O3 + Na2SO3
  1. Cr(OH) 3 + NaCl + SO2
  2. NaCl + Cr(OH) 3
  3. Cr(OH) 3 + NaCl + H2S
  4. NaCrO2 + SO2
  5. Na3 [Cr(OH) 6] + NaCl
Ответ:
АБВГ

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами, которые образуются при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

  1. AlCl3 + K2CO3 р-р →
  2. AlCl3 + KOH изб. →
  3. AlCl3 + KOH нед. →
  4. Al2O3 + K2CO3
  1. KCl + K[Al(OH) 4]
  2. Al(OH) 3 + KCl + CO2
  3. Al2 (CO3)3 + KCl
  4. KAlO2 + CO2
  5. Al(OH) 3 + KCl
Ответ:
АБВГ