Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Оснóвные гидроксиды (основания) образованы элементами с металлическими свойствами.

Получаются по реакциям соответствующих основных оксидов с водой:

М₂O + Н₂O = 2МОН (М = Li, Na, К, Rb, Cs)

МО + Н₂O = М(ОН)₂ (М = Са, Sr, Ва)

Исключение: гидроксиды Mg(OH)₂, Cu(OH)₂ и Ni(OH)₂ получают другими способами.

При нагревании реальная дегидратация (потеря воды) протекает для следующих гидроксидов:

2LiOH = Li₂O + Н₂O

М(ОН)₂ = МО + Н₂O (М = Mg, Са, Sr, Ва, Cu, Ni)

Основные гидроксиды замещают свои гидроксогруппы на кислотные остатки с образованием солей, металлические элементы сохраняют свою степень окисления в катионах солей.

Хорошо растворимые в воде основные гидроксиды (NaOH, КОН, Са(ОН)₂, Ва(ОН)₂ и др.) называют щелочами, так как именно с их помощью в растворе создается щелочная среда.

Кислотные гидроксиды (кислоты) образованы элементами с неметаллическими свойствами. Примеры:

При диссоциации в разбавленном водном растворе образуются катионы Н+ (точнее, Н₃O+) и следующие анионы, или кислотные остатки:

Кислоты можно получить по реакциям соответствующих кислотных оксидов с водой (ниже приведены реально протекающие реакции):

Cl₂O + H₂O = 2HClO

Е₂O₃ + Н₂O = 2НЕO₂ (Е = N, As)

As₂O₃ + 3H₂O = 2H₃AsO₃

EO₂ + H₂O = H₂EO₃ (Е = С, Se)

E₂O₅ + H₂O = 2HEO₃ (Е = N, Р, I)

E₂O₅ + 3H₂O = 2H₃EO₄ (E = P, As)

EO₃ + H₂O = H₂EO₄ (E = S, Se, Cr)

E₂O₇ + H₂O = 2HEO₄ (E = Cl, Mn)

Исключение: оксиду SO₂ в качестве кислотного гидроксида соответствует полигидрат SO₂ nН₂O («сернистая кислота H₂SO₃» не существует, но кислотные остатки HSO₃- и SO₃2- присутствуют в солях).

При нагревании некоторых кислот протекает реальная дегидратация и образуются соответствующие кислотные оксиды:

2HAsO₂ = As₂O₃ + H₂O

H₂EO₃ = EO₂ + H₂O (E = C, Si, Ge, Se)

2HIO₃ = I₂O₅ + H₂O

2H₃AsO₄ = As₂O₅ + H₂O

H₂SeO₄ = SeO₃ + H₂O

При замене (реальной и формальной) водорода кислот на металлы и амфигены образуются соли, кислотные остатки сохраняют в солях свой состав и заряд. Кислоты H₂SO₄ и Н₃РO₄ в разбавленном водном растворе реагируют с металлами и амфигенами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, при этом образуются соответствующие соли и выделяется водород (кислота HNO₃ в такие реакции не вступает; ниже типичные металлы, кроме Mg, не указаны, так как они реагируют в подобных условиях с водой):

М + H₂SO₄(pasб.) = MSO₄ + Н₂↑ (М = Be, Mg, Cr, Mn, Zn, Fe, Ni)

2M + 3H₂SO₄(paзб.) = M₂(SO₄)₃ + 3H₂↑ (M = Al, Ga)

3M + 2Н₃РO₄(разб.) = M₃(PO₄)₂↓ + 3H₂↑ (M = Mg, Fe, Zn)

В отличие от бескислородных кислот кислотные гидроксиды называют кислородсодержащими кислотами или оксокислотами.

Амфотерные гидроксиды образованы элементами с амфотерными свойствами. Типичные амфотерные гидроксиды:

Be(OH)₂ Sn(OH)₂ Al(OH)₃ AlO(OH)

Zn(OH)₂ Pb(OH)₂ Cr(OH)₃ CrO(OH)

He образуются из амфотерных оксидов и воды, но подвергаются реальной дегидратации и образуют амфотерные оксиды:

Исключение: для железа(III) известен только метагидроксид FeO(OH), «гидроксид железа(III) Fe(OH)₃» не существует (не получен).

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства основных и кислотных гидроксидов; образуют два вида солей, в которых амфотерный элемент входит в состав либо катионов солей, либо их анионов.

Для элементов, имеющих несколько степеней окисления, действует правило: чем выше степень окисления, тем более выражены кислотные свойства гидроксидов (и/или соответствующих оксидов).

Соли – соединения, состоящие из катионов основных или амфотерных (в роли основных) гидроксидов и анионов (остатков) кислотных или амфотерных (в роли кислотных) гидроксидов. В отличие от бескислородных солей, соли, рассматриваемые здесь, называются кислородсодержащими солями или оксосолями. Делятся по составу катионов и анионов:

Средние соли содержат средние кислотные остатки СО₃2-, NO₃-, РО₄3-, SO₄2- и др.; например: К₂СO₃, Mg(NO₃)₂, Cr₂(SO₄)₃, Zn₃(PO₄)₂.

Если средние соли получают по реакциям с участием гидроксидов, то реагенты берут в эквивалентных количествах. Например, соль К₂СO₃ можно получить, если взять реагенты в соотношениях:

2КОН и 1Н₂СO₃, 1К₂O и 1Н₂СO₃, 2КОН и 1СO₂.

Реакции образования средних солей:

1)

Основание + Кислота → Соль + Вода

1а) основный гидроксид + кислотный гидроксид →…

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2Н₂O

Cu(OH)₂ + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2H₂O

1б) амфотерный гидроксид + кислотный гидроксид →…

2Al(ОН)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6Н₂O

Zn(OH)₂ + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2Н₂O

1в) основный гидроксид + амфотерный гидроксид →…

NaOH + Al(ОН)₃ = NaAlO₂ + 2Н₂O (в расплаве)

2NaOH + Zn(OH)₂ = Na₂ZnO₂ + 2Н₂O (в расплаве)

2)

Основной оксид + Кислота = Соль + Вода

2а) основный оксид + кислотный гидроксид →…

Na₂O + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + Н₂O

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O

2б) амфотерный оксид + кислотный гидроксид →…

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O

2в) основный оксид + амфотерный гидроксид →…

Na₂O + 2Al(ОН)₃ = 2NaAlO₂ + ЗН₂O (в расплаве)

Na₂O + Zn(OH)₂ = Na₂ZnO₂ + Н₂O (в расплаве)

3)

Основание + Кислотный оксид → Соль + Вода

За) основный гидроксид + кислотный оксид →…

2NaOH + SO₃ = Na₂SO₄ + Н₂O

Ва(ОН)₂ + СO₂ = ВаСO₃ + Н₂O

3б) амфотерный гидроксид + кислотный оксид →…

2Al(ОН)₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ + N₂O₅ = Zn(NO₃)₂ + H₂O

Зв) основный гидроксид + амфотерный оксид →…

2NaOH + Al₂O₃ = 2NaAlO₂ + Н₂O (в расплаве)

2NaOH + ZnO = Na₂ZnO₂ + Н₂O (в расплаве)

4)

Основной оксид + Кислотный оксид → Соль

4а) основный оксид + кислотный оксид →…