Химия Онлайнс Ольгой Лагуновой
Все уроки
Финишная прямаяУрок 7390 мин

Итоговое повторение: неорганическая химия

Обобщение материала по основным классам неорганических веществ: оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидроксиды, соли. Химические свойства, генетическая связь между классами, качественные реакции на катионы и анионы. Решение заданий ЕГЭ №5–9, 24 (неорганика), 31.

Содержание урокапрочитано 0%

Цели урока

  • Повторить классификацию, номенклатуру и химические свойства оксидов, оснований, кислот, амфотерных гидроксидов и солей.
  • Закрепить умения составлять уравнения реакций, отражающих генетическую связь между классами неорганических соединений.
  • Обобщить знания о качественных реакциях на катионы и анионы, применяемых для идентификации веществ.
  • Отработать решение заданий ЕГЭ: №5 (классификация и номенклатура), №6–8 (химические свойства), №9 (генетическая связь), №24 (качественные реакции), №31 (взаимосвязь неорганических веществ, цепочки превращений).

Зачем это нужно на ЕГЭ

Неорганическая химия занимает центральное место в заданиях части 1 и 2:

  • №5 – классификация и номенклатура неорганических веществ (оксиды, основания, кислоты, соли).
  • №6–8 – химические свойства основных классов, в том числе специфические свойства отдельных веществ (амфотерность, взаимодействие концентрированной серной и азотной кислот с металлами и др.).
  • №9 – генетическая связь неорганических веществ (цепочки превращений, выбор реагентов).
  • №24 – качественные реакции на неорганические вещества (катионы и анионы), распознавание веществ.
  • №31 – составление уравнений реакций в соответствии с заданной схемой (взаимосвязь неорганических веществ, часто с участием окислительно-восстановительных процессов).

Без чёткого понимания свойств каждого класса и умения записывать уравнения реакций вы не сможете получить высокий балл за эти задания.

Теория

1. Классификация неорганических веществ

1.1 Простые и сложные вещества

  • Простые – металлы (Na,Mg,Al,FeNa, Mg, Al, Fe) и неметаллы (Cl2,S,N2,P,CCl_2, S, N_2, P, C).
  • Сложные – оксиды, основания, кислоты, соли.

1.2 Оксиды

  • Основные (Na2O,CaO,FeONa_2O, CaO, FeO) – реагируют с кислотами и кислотными оксидами.
  • Кислотные (CO2,SO3,P2O5CO_2, SO_3, P_2O_5) – реагируют с основаниями и основными оксидами.
  • Амфотерные (Al2O3,ZnO,Cr2O3Al_2O_3, ZnO, Cr_2O_3) – реагируют и с кислотами, и с основаниями.
  • Несолеобразующие (CO,NO,N2OCO, NO, N_2O) – не дают солей.

1.3 Гидроксиды

  • Основания – растворимые (щёлочи: NaOH,KOH,Ba(OH)2NaOH, KOH, Ba(OH)_2) и нерастворимые (Cu(OH)2,Fe(OH)3Cu(OH)_2, Fe(OH)_3).
    Реагируют с кислотами, кислотными оксидами, солями (по правилу обмена).
  • Кислоты – сильные (HCl,H2SO4,HNO3HCl, H_2SO_4, HNO_3) и слабые (H2S,H2CO3,H3PO4H_2S, H_2CO_3, H_3PO_4).
    Общие свойства: взаимодействие с металлами (до H2H_2), основными оксидами, основаниями, солями.
  • Амфотерные гидроксиды (Al(OH)3,Zn(OH)2,Cr(OH)3Al(OH)_3, Zn(OH)_2, Cr(OH)_3) – реагируют и с кислотами, и с щелочами.

1.4 Соли

  • Средние (нормальные) – NaCl,CaCO3NaCl, CaCO_3.
  • Кислые – NaHCO3,KH2PO4NaHCO_3, KH_2PO_4 (содержат H+H^+).
  • Основные – Cu2(OH)2CO3Cu_2(OH)_2CO_3 (содержат OH−OH^-).
  • Двойные – KAl(SO4)2KAl(SO_4)_2 (два разных катиона).
  • Смешанные – Ca(OCl)ClCa(OCl)Cl (разные анионы).

2. Химические свойства основных классов

2.1 Оксиды

Тип оксидаПримерыС чем реагируютПример уравнения
ОсновныеCaOCaOH2O,H+,CO2,кислотные оксидыH_2O, H^+, CO_2, \text{кислотные оксиды}CaO+CO2→CaCO3CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3
КислотныеCO2CO_2H2O,OH−,основные оксидыH_2O, OH^-, \text{основные оксиды}CO2+2NaOH→Na2CO3+H2OCO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O
АмфотерныеAl2O3Al_2O_3H+,OH−H^+, OH^- (сплавление)Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2OAl_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O
Al2O3+2NaOH→сплавл.2NaAlO2+H2OAl_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{\text{сплавл.}} 2NaAlO_2 + H_2O

2.2 Основания

  • Растворимые основания (щёлочи):
    • с кислотами: NaOH+HCl→NaCl+H2ONaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O
    • с кислотными оксидами: 2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O
    • с солями (если образуется осадок или газ): 2NaOH+CuSO4→Cu(OH)2+Na2SO42NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 + Na_2SO_4
  • Нерастворимые основания разлагаются при нагревании: Cu(OH)2→tCuO+H2OCu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O.

2.3 Кислоты

  • Общие свойства (для разбавленных кислот):
    1. С металлами (до H2H_2): Mg+2HCl→MgCl2+H2Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2
    2. С основными оксидами: CuO+2HCl→CuCl2+H2OCuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O
    3. С основаниями: H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2OH_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O
    4. С солями (если выделяется газ или осадок): H2SO4+BaCl2→BaSO4+2HClH_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 + 2HCl
  • Особые свойства концентрированной H2SO4H_2SO_4 (окислитель):
    • С медью: Cu+2H2SO4(конц)→CuSO4+SO2+2H2OCu + 2H_2SO_4(\text{конц}) \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O
    • С железом, алюминием на холоде – пассивация.
  • Особые свойства HNO3HNO_3 (конц. и разб.) – всегда окислитель, H2H_2 не выделяется.
    Пример с разб. HNO3HNO_3: 3Cu+8HNO3(разб)→3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3Cu + 8HNO_3(\text{разб}) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O
    Пример с конц. HNO3HNO_3: Cu+4HNO3(конц)→Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu + 4HNO_3(\text{конц}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O

2.4 Амфотерные гидроксиды

  • С кислотами: Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2OAl(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O
  • С щелочами: Al(OH)3+NaOH→Na[Al(OH)4]Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4] (тетрагидроксоалюминат натрия) или при сплавлении NaAlO2NaAlO_2.

2.5 Соли

  • С металлами (более активный вытесняет менее активный): Fe+CuSO4→FeSO4+CuFe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu
  • С кислотами (если образуется газ/осадок): CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2OCaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O
  • С основаниями (если образуется осадок): FeCl3+3NaOH→Fe(OH)3+3NaClFeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 + 3NaCl
  • С другими солями (если образуется осадок): AgNO3+NaCl→AgCl+NaNO3AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl + NaNO_3
  • Разложение при нагревании: CaCO3→tCaO+CO2CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2; 2KNO3→t2KNO2+O22KNO_3 \xrightarrow{t} 2KNO_2 + O_2

3. Генетическая связь неорганических веществ

Генетический ряд металла:

Me→MeO→Me(OH)→сольMe \rightarrow MeO \rightarrow Me(OH) \rightarrow \text{соль}

Генетический ряд неметалла:

NonMe→NonMeO→кислота→сольNonMe \rightarrow NonMeO \rightarrow \text{кислота} \rightarrow \text{соль}

Пример для кальция:

Ca→O2CaO→H2OCa(OH)2→CO2CaCO3Ca \xrightarrow{O_2} CaO \xrightarrow{H_2O} Ca(OH)_2 \xrightarrow{CO_2} CaCO_3

Пример для серы:

S→O2SO2→O2SO3→H2OH2SO4→NaOHNa2SO4S \xrightarrow{O_2} SO_2 \xrightarrow{O_2} SO_3 \xrightarrow{H_2O} H_2SO_4 \xrightarrow{NaOH} Na_2SO_4

В заданиях №9 и №31 часто предлагаются цепочки, включающие ОВР и реакции ионного обмена.

4. Качественные реакции на катионы и анионы

4.1 Катионы

КатионРеагентПризнакУравнение (ионное)
H+H^+индикатор (метилоранж)красное окрашивание–
NH4+NH_4^+OH−OH^- (нагрев)запах NH3NH_3NH4++OH−→NH3+H2ONH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3 + H_2O
Na+Na^+пламяжёлтое окрашивание–
K+K^+пламяфиолетовое (через синее стекло)–
Ca2+Ca^{2+}CO32−CO_3^{2-}белый осадок CaCO3CaCO_3Ca2++CO32−→CaCO3Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3
Ba2+Ba^{2+}SO42−SO_4^{2-}белый осадок BaSO4BaSO_4 (не раств. в кислотах)Ba2++SO42−→BaSO4Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4
Al3+Al^{3+}OH−OH^- (по каплям)белый студенистый осадок Al(OH)3Al(OH)_3, раств. в избытке OH−OH^-Al3++3OH−→Al(OH)3Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3
Al(OH)3+OH−→[Al(OH)4]−Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-
Zn2+Zn^{2+}OH−OH^-белый осадок Zn(OH)2Zn(OH)_2, раств. в избытке OH−OH^-аналогично
Fe2+Fe^{2+}OH−OH^-зеленоватый осадок Fe(OH)2Fe(OH)_2, буреет на воздухеFe2++2OH−→Fe(OH)2Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2
Fe3+Fe^{3+}OH−OH^-бурый осадок Fe(OH)3Fe(OH)_3Fe3++3OH−→Fe(OH)3Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3
Fe3+Fe^{3+}SCN−SCN^- (роданид)кроваво-красное окрашиваниеFe3++3SCN−→Fe(SCN)3Fe^{3+} + 3SCN^- \rightarrow Fe(SCN)_3
Cu2+Cu^{2+}OH−OH^-голубой осадок Cu(OH)2Cu(OH)_2Cu2++2OH−→Cu(OH)2Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2

4.2 Анионы

АнионРеагентПризнакУравнение
Cl−Cl^-Ag+Ag^+белый осадок AgClAgCl (не раств. в HNO3HNO_3)Ag++Cl−→AgClAg^+ + Cl^- \rightarrow AgCl
Br−Br^-Ag+Ag^+светло-жёлтый осадок AgBrAgBrAg++Br−→AgBrAg^+ + Br^- \rightarrow AgBr
I−I^-Ag+Ag^+жёлтый осадок AgIAgIAg++I−→AgIAg^+ + I^- \rightarrow AgI
SO42−SO_4^{2-}Ba2+Ba^{2+}белый осадок BaSO4BaSO_4 (не раств. в HNO3HNO_3)Ba2++SO42−→BaSO4Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4
SO32−SO_3^{2-}H+H^+ (нагрев)газ SO2SO_2 (резкий запах)SO32−+2H+→SO2+H2OSO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow SO_2 + H_2O
CO32−CO_3^{2-}H+H^+газ CO2CO_2 (известковая вода мутнеет)CO32−+2H+→CO2+H2OCO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow CO_2 + H_2O
PO43−PO_4^{3-}Ag+Ag^+жёлтый осадок Ag3PO4Ag_3PO_4 (раств. в HNO3HNO_3)3Ag++PO43−→Ag3PO43Ag^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Ag_3PO_4
SiO32−SiO_3^{2-}H+H^+студенистый осадок H2SiO3H_2SiO_3SiO32−+2H+→H2SiO3SiO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2SiO_3
NO3−NO_3^-Cu+H2SO4Cu + H_2SO_4 (конц.)бурый газ NO2NO_2Cu+4H++2NO3−→Cu2++2NO2+2H2OCu + 4H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_2 + 2H_2O

Примеры решения заданий ЕГЭ

Пример задания №5 (классификация и номенклатура)

Условие: Установите соответствие между формулой вещества и его классом/группой:

  1. KHSO4KHSO_4
  2. Na2O2Na_2O_2
  3. Cr(OH)3Cr(OH)_3
  4. Fe3O4Fe_3O_4
    А) оксид, Б) кислая соль, В) амфотерный гидроксид, Г) пероксид.

Решение:

  • KHSO4KHSO_4 – кислая соль (Б).
  • Na2O2Na_2O_2 – пероксид (Г).
  • Cr(OH)3Cr(OH)_3 – амфотерный гидроксид (В).
  • Fe3O4Fe_3O_4 – смешанный оксид (FeO·Fe₂O₃) – оксид (А).

Ответ: 1-Б, 2-Г, 3-В, 4-А.

Пример задания №6 (свойства неорганических веществ)

Условие: В реакции с концентрированной серной кислотой медь выступает в роли:

  1. окислителя, 2) восстановителя, 3) и окислителя, и восстановителя, 4) не участвует в ОВР.
    Напишите уравнение реакции.

Решение:

Cu+2H2SO4(конц)→CuSO4+SO2+2H2OCu + 2H_2SO_4(\text{конц}) \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O

Медь повышает степень окисления от 0 до +2 – отдаёт электроны, значит, является восстановителем.

Ответ: 2 (восстановитель).

Пример задания №7 (свойства оксидов и гидроксидов)

Условие: Выберите вещества, с которыми реагирует оксид алюминия:

  1. HClHCl, 2) NaClNaCl, 3) KOHKOH (сплавление), 4) CO2CO_2, 5) H2OH_2O.

Решение:
Al2O3Al_2O_3 – амфотерный оксид.
Реагирует с HClHCl (основные свойства) и с KOHKOH (кислотные свойства).
С NaClNaCl, CO2CO_2, H2OH_2O не реагирует.

Ответ: 1, 3.

Пример задания №8 (свойства солей)

Условие: Установите соответствие между формулой соли и продуктом её термического разложения:

  1. KNO3KNO_3
  2. Cu(NO3)2Cu(NO_3)_2
  3. AgNO3AgNO_3
    А) KNO2+O2KNO_2 + O_2
    Б) CuO+NO2+O2CuO + NO_2 + O_2
    В) Ag+NO2+O2Ag + NO_2 + O_2

Решение:

  • KNO3KNO_3 (щелочной металл) → KNO2+O2KNO_2 + O_2 (А).
  • Cu(NO3)2Cu(NO_3)_2 (тяжёлый металл) → CuO+NO2+O2CuO + NO_2 + O_2 (Б).
  • AgNO3AgNO_3 (благородный металл) → Ag+NO2+O2Ag + NO_2 + O_2 (В).

Ответ: 1-А, 2-Б, 3-В.

Пример задания №9 (генетическая связь)

Условие: В схеме превращений FeCl2→XFe(OH)2→YFeSO4FeCl_2 \xrightarrow{X} Fe(OH)_2 \xrightarrow{Y} FeSO_4 веществами X и Y являются:

  1. X−O2X - O_2, Y−H2SO4Y - H_2SO_4
  2. X−NaOHX - NaOH, Y−H2SO4Y - H_2SO_4
  3. X−H2OX - H_2O, Y−SO3Y - SO_3
  4. X−NaOHX - NaOH, Y−SO2Y - SO_2

Решение:
FeCl2+2NaOH→Fe(OH)2+2NaClFeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 + 2NaCl (X – NaOHNaOH).
Fe(OH)2+H2SO4→FeSO4+2H2OFe(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + 2H_2O (Y – H2SO4H_2SO_4).

Ответ: 2.

Пример задания №24 (качественные реакции)

Условие: В трёх пробирках находятся растворы NaClNaCl, NaBrNaBr, NaINaI. Как их различить, используя один реагент? Напишите уравнения реакций.

Решение:
Реагент – раствор AgNO3AgNO_3.

  • NaCl+AgNO3→AgCl↓NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl↓ (белый осадок)
  • NaBr+AgNO3→AgBr↓NaBr + AgNO_3 \rightarrow AgBr↓ (светло-жёлтый)
  • NaI+AgNO3→AgI↓NaI + AgNO_3 \rightarrow AgI↓ (жёлтый)

Ответ: AgNO3AgNO_3.

Пример задания №31 (цепочка превращений)

Условие: Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Cr→CrCl3→Cr(OH)3→KCrO2→Cr2(SO4)3Cr \rightarrow CrCl_3 \rightarrow Cr(OH)_3 \rightarrow KCrO_2 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3

Решение:

  1. 2Cr+3Cl2→t2CrCl32Cr + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 2CrCl_3
  2. CrCl3+3NaOH→Cr(OH)3↓+3NaClCrCl_3 + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_3↓ + 3NaCl
  3. Cr(OH)3+KOH→KCrO2+2H2OCr(OH)_3 + KOH \rightarrow KCrO_2 + 2H_2O (сплавление или конц. щёлочь)
  4. 2KCrO2+4H2SO4→Cr2(SO4)3+K2SO4+4H2O2KCrO_2 + 4H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 4H_2O (среда кислая, амфотерность)

Ответ: уравнения записаны выше.

Вопросы для самопроверки

  1. К какому классу относится NaHCO3NaHCO_3? Напишите уравнение его диссоциации.
  2. Приведите пример амфотерного оксида и напишите его реакции с HClHCl и NaOHNaOH (в растворе).
  3. Какие продукты образуются при сплавлении Al2O3Al_2O_3 с Na2CO3Na_2CO_3?
  4. С помощью каких реакций можно отличить Na2SO4Na_2SO_4 от Na2SO3Na_2SO_3?
  5. Закончите уравнение реакции: Fe2O3+H2→t…Fe_2O_3 + H_2 \xrightarrow{t} \ldots . Укажите окислитель.
  6. Напишите молекулярное и ионное уравнение взаимодействия Zn(OH)2Zn(OH)_2 с KOHKOH.
  7. Предложите способ распознавания NH4ClNH_4Cl, KClKCl, AlCl3AlCl_3 без использования дополнительных реактивов.
  8. Составьте генетический ряд фосфора (неметалл) → соль.

Краткий конспект

  • Классы неорганических веществ: оксиды (основные, кислотные, амфотерные, несолеобразующие), гидроксиды (основания, кислоты, амфотерные), соли (средние, кислые, основные, двойные, смешанные).
  • Химические свойства каждого класса определяются их кислотно-основным характером и окислительно-восстановительной способностью. Важно помнить особые свойства H2SO4H_2SO_4 (конц.) и HNO3HNO_3 (конц./разб.), а также амфотерность AlAl, ZnZn, CrCr и их соединений.
  • Генетическая связь отражает превращения простых веществ в оксиды, гидроксиды/кислоты и соли. Цепочки часто включают ОВР (горение, взаимодействие с кислотами-окислителями) и реакции ионного обмена.
  • Качественные реакции позволяют идентифицировать катионы (по осадкам, окраске пламени, окраске растворов) и анионы (по осадкам, выделению газов). Таблица растворимости и ряд напряжений металлов – обязательные инструменты.

Что изучать дальше

После повторения неорганической химии переходите к следующему блоку:

  • Урок 74 «Итоговое повторение: органическая химия» — гомологи, изомеры, функциональные группы, свойства всех классов, цепочки превращений.
  • Урок 75 «Итоговое повторение: химия и жизнь, экология, производство» — задание 25.
  • Урок 77 «Практикум по решению расчётных задач разных типов».
  • Урок 78 «Итоговый практикум: полные варианты ЕГЭ».

Убедитесь, что вы умеете писать уравнения реакций для любых неорганических превращений, различаете типы оксидов и гидроксидов, применяете качественные реакции. При необходимости вернитесь к урокам 21–34.