1. Оксиды: бинарные соединения с кислородом
Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2 (кроме пероксидов). Это один из самых распространённых классов соединений в природе и промышленности.
| Тип оксида | Определение | Химические свойства | Примеры |
|---|---|---|---|
| Основные | Оксиды металлов в низких степенях окисления (+1, +2). Соответствуют основаниям. | 1. Реагируют с кислотами с образованием соли и воды. 2. Реагируют с кислотными оксидами с образованием соли. 3. С водой образуют основания (только щёлочи). |
Na₂O, CaO, CuO, FeO |
| Кислотные | Оксиды неметаллов и металлов в высоких степенях окисления (+5, +6, +7). Соответствуют кислотам. | 1. Реагируют с основаниями с образованием соли и воды. 2. Реагируют с основными оксидами с образованием соли. 3. С водой образуют кислоты (кроме SiO₂). |
CO₂, SO₃, P₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇ |
| Амфотерные | Оксиды металлов в промежуточных степенях окисления (+2, +3, +4). Проявляют двойственность. | 1. Реагируют и с кислотами, и с основаниями с образованием соли и воды. 2. С водой не реагируют. 3. При сплавлении с основными/кислотными оксидами образуют соли. |
Al₂O₃, ZnO, Cr₂O₃, BeO |
| Несолеобразующие | Оксиды, не проявляющие ни основных, ни кислотных свойств, не образующие соли. | Не реагируют с кислотами, основаниями, водой. Могут вступать в ОВР. | NO, N₂O, CO, SiO |
1. Горение простых веществ: 2Mg + O₂ → 2MgO
2. Горение сложных веществ: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
3. Разложение солей, оснований, кислот:
CaCO₃ → CaO + CO₂
2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O
H₂SiO₃ → SiO₂ + H₂O
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
Кислотный оксид + щёлочь:
CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
Основной оксид + кислотный оксид:
CaO + SiO₂ → CaSiO₃
📊 Физические свойства оксидов
Большинство оксидов — твёрдые кристаллические вещества при нормальных условиях. Исключения:
- Газообразные: CO₂, SO₂, NO, N₂O, CO
- Жидкие: SO₃, N₂O₃, Cl₂O₇
- Цветные оксиды: CuO (чёрный), Cr₂O₃ (зелёный), Fe₂O₃ (красный), MnO₂ (коричневый)
2. Основания (гидроксиды): соединения с OH⁻-группой
Основания — сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп (OH⁻). По растворимости в воде делятся на щёлочи (растворимые) и нерастворимые основания.
| Тип основания | Растворимость | Химические свойства | Способы получения |
|---|---|---|---|
| Щёлочи (LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂) |
✅ Хорошо растворимы в воде | 1. Изменяют окраску индикаторов (фенолфталеин — малиновый). 2. Реагируют с кислотами (реакция нейтрализации). 3. Реагируют с кислотными оксидами. 4. Реагируют с амфотерными оксидами/гидроксидами. 5. Реагируют с солями (если образуется осадок или газ). |
1. Активный металл + вода: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ 2. Основной оксид + вода: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ 3. Электролиз раствора соли: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑ |
| Нерастворимые основания (Cu(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Al(OH)₃, Zn(OH)₂) |
❌ Не растворяются в воде | 1. Разлагаются при нагревании на оксид и воду. 2. Реагируют с кислотами. 3. Амфотерные гидроксиды (Al, Zn, Cr) реагируют и с кислотами, и со щелочами. |
1. Соль + щёлочь: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ 2. Соль + аммиак (для некоторых): AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl |
Ключевой факт — растворение осадка в щелочи. Типичные нерастворимые основания (например, Cu(OH)₂ или Fe(OH)₃) в щелочах не растворяются.
1. Записываем наблюдение: Zn(OH)₂(тв.) + KOH(р-р) → прозрачный раствор.
2. Вспоминаем свойства: Некоторые гидроксиды металлов (Al, Zn, Cr, Be) проявляют амфотерность — двойственные свойства. Они ведут себя и как основания (реагируют с кислотами), и как кислоты (реагируют со щелочами).
3. Уравнение реакции растворения:
Zn(OH)₂ + 2KOH → K₂[Zn(OH)₄] (тетрагидроксоцинкат калия)
Или в ионной форме: Zn(OH)₂ + 2OH⁻ → [Zn(OH)₄]²⁻
4. Вывод: Способность растворяться в щелочи с образованием комплексного иона — классический признак амфотерного гидроксида.
✅ Правильный ответ: Б
3. Кислоты: доноры катионов водорода H⁺
Кислоты — сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотного остатка. Классифицируются по основности (числу атомов H), наличию кислорода и силе (степени диссоциации).
Содержат в своём составе атомы кислорода. Кислотный остаток — оксоанион.
Примеры:
• HNO₃ — азотная
• H₂SO₄ — серная
• H₃PO₄ — ортофосфорная
• H₂CO₃ — угольная
• H₂SiO₃ — метакремниевая
1. Кислотный оксид + вода: SO₃ + H₂O → H₂SO₄
2. Вытеснение сильной кислотой из соли: 2NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) → Na₂SO₄ + 2HCl↑
1. Диссоциация в воде: HCl → H⁺ + Cl⁻
2. Действие на индикаторы: лакмус красный, метилоранж красный.
3. Реакция с металлами (стоящими до H в ряду напряжений):
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
4. Реакция с основаниями (нейтрализация):
NaOH + HCl → NaCl + H₂O
5. Реакция с основными оксидами:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
6. Реакция с солями (если образуется газ, осадок или слабый электролит):
Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O
| Сила кислоты | Степень диссоциации (α) | Примеры | Особенности |
|---|---|---|---|
| Сильные | α ≈ 100% | HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄ | Полностью диссоциируют в разбавленных растворах. Вытесняют более слабые кислоты из их солей. |
| Слабые | α < 3% | H₂CO₃, H₂S, H₃PO₄, CH₃COOH, H₂SiO₃ | Существуют в растворе преимущественно в виде молекул. Из солей вытесняются сильными кислотами. |
4. Соли: продукты замещения атомов водорода в кислоте или OH⁻-групп в основании
Соли — самый многочисленный класс неорганических соединений. Образуются при реакции кислоты с основанием, металлом, основным оксидом или при взаимодействии двух других солей.
| Тип соли | Состав и определение | Способ получения | Примеры и номенклатура |
|---|---|---|---|
| Средние (нормальные) | Продукт полного замещения атомов H в кислоте на металл (или NH₄⁺). | 1. Кислота + основание: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O 2. Кислота + металл: Fe + H₂SO₄(разб.) → FeSO₄ + H₂↑ 3. Кислота + осн. оксид: CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O |
NaCl — хлорид натрия Ca₃(PO₄)₂ — фосфат кальция Al₂(SO₄)₃ — сульфат алюминия |
| Кислые | Продукт неполного замещения атомов H в многоосновной кислоте. Содержат атомы H. | 1. Избыток кислоты + основание: H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O 2. Средняя соль + кислота: Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃ |
NaHCO₃ — гидрокарбонат натрия Ca(H₂PO₄)₂ — дигидрофосфат кальция KHSO₄ — гидросульфат калия |
| Основные | Продукт неполного замещения OH⁻-групп в многокислотном основании на кислотный остаток. Содержат OH⁻-группы. | 1. Недостаток кислотя + основание: 2Mg(OH)₂ + HCl → (MgOH)Cl + 2H₂O 2. Осторожное гидролизование некоторых солей: FeCl₃ + 2H₂O → (FeOH)Cl₂ + HCl |
(CuOH)₂CO₃ — гидроксокарбонат меди(II) (MgOH)Cl — гидроксохлорид магния |
| Двойные | Содержат два разных катиона и один анион. | Кристаллизация из смешанного раствора двух солей с общим анионом. | KNaCO₃ — карбонат калия-натрия KAl(SO₄)₂ — сульфат алюминия-калия (алюмокалиевые квасцы) |
| Комплексные | Содержат комплексный ион: центральный атом-комплексообразователь и лиганды. | Амфотерный гидроксид + избыток щёлочи: Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] | Na₃[Al(OH)₆] — гексагидроксоалюминат натрия [Ag(NH₃)₂]Cl — хлорид диамминсеребра(I) |
5. Генетические связи и взаимопревращения классов соединений
Один из ключевых навыков для ЕГЭ — умение составлять цепочки превращений между различными классами кислородсодержащих (и не только) соединений. В основе лежат генетические связи: металл → основной оксид → основание → соль.
Классическая генетическая цепь для металла
Уравнения превращений:
2Ca + O₂ → 2CaO
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
1. S → SO₂: Сера горит в кислороде с образованием оксида серы(IV).
Уравнение: S + O₂ → SO₂
2. SO₂ → H₂SO₃: Кислотный оксид серы(IV) растворяется в воде с образованием слабой сернистой кислоты. Реакция обратима.
Уравнение: SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃
3. H₂SO₃ → Na₂SO₃: Сернистая кислота реагирует с щёлочью (гидроксидом натрия) в реакции нейтрализации. Можно взять и соду (Na₂CO₃).
Уравнение: H₂SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₃ + 2H₂O
4. Na₂SO₃ → Na₂SO₄: Сульфит-ион SO₃²⁻ является восстановителем. Для его окисления до сульфат-иона SO₄²⁻ нужен окислитель: хлор (Cl₂), кислород (O₂), перманганат калия (KMnO₄) в кислой среде.
Уравнение с хлором: Na₂SO₃ + Cl₂ + H₂O → Na₂SO₄ + 2HCl
✅ Правильный ответ и реагенты: А
6. Кислородсодержащие соединения в реальной жизни
Знание классов кислородсодержащих соединений — это не просто теория для экзамена. Эти вещества окружают нас повсеместно. Вот как они применяются в быту, промышленности и природе.
Оксиды в природе и технике
SiO₂ (оксид кремния) — основа песка, кварца, используется в производстве стекла, бетона, микроэлектронике.
CaO (негашёная известь) — строительный материал, компонент цемента, для известкования почв.
Al₂O₃ (корунд) — основа рубинов и сапфиров, абразивный материал.
Кислоты в промышленности
H₂SO₄ (серная кислота) — «хлеб химической промышленности», производство удобрений, аккумуляторов, очистка нефти.
HNO₃ (азотная кислота) — производство взрывчатых веществ, красителей, лекарств.
H₃PO₄ (фосфорная кислота) — производство удобрений, пищевая промышленность (регулятор кислотности).
Основания в быту и медицине
NaOH (едкий натр) — производство мыла, бумаги, очистка труб.
Ca(OH)₂ (гашёная известь) — побелка помещений, строительный раствор, раскисление почв.
Mg(OH)₂ (гидроксид магния) — антацидное средство «магнезия» при изжоге.
Соли вокруг нас
NaCl (поваренная соль) — пищевой продукт, консервант, сырьё для химической промышленности.
NaHCO₃ (пищевая сода) — разрыхлитель теста, средство от изжоги, чистящее средство.
CaCO₃ (мел, мрамор, известняк) — строительные материалы, производство цемента, мел для письма.
7. Решение расчётных и качественных задач по теме
В ЕГЭ по химии задачи на тему «Кислородсодержащие соединения» встречаются в заданиях №8-9, 21, 28, 32, 34. Ниже приведены прототипы таких задач с подробным разбором.
1. Записываем данные:
m(р-ра NaOH) = 200 г
ω(NaOH) = 10% → m(NaOH) = 200 * 0.1 = 20 г
M(NaOH) = 40 г/моль → n(NaOH) = 20 / 40 = 0.5 моль
V(CO₂) = 6.72 л → n(CO₂) = 6.72 / 22.4 = 0.3 моль
2. Анализируем возможные реакции:
Углекислый газ с щёлочью может реагировать по-разному:
(1) При избытке NaOH: 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O
(2) При избытке CO₂: NaOH + CO₂ → NaHCO₃
Определим мольное соотношение: n(NaOH) : n(CO₂) = 0.5 : 0.3 = 5 : 3 = 1.67 : 1
Соотношение 2:1 соответствует первой реакции, 1:1 — второй. Наше соотношение 1.67:1 — промежуточное. Значит, протекают обе реакции последовательно, конечными продуктами будут и карбонат, и гидрокарбонат.
3. Решаем через систему уравнений:
Пусть x моль CO₂ пошло на образование Na₂CO₃ (реакция 1), а y моль CO₂ — на образование NaHCO₃ (реакция 2).
Тогда:
(1) x + y = 0.3 (общее количество CO₂)
(2) На первую реакцию тратится 2x моль NaOH, на вторую — y моль NaOH: 2x + y = 0.5 (общее количество NaOH)
Решаем систему:
Из (2) вычтем (1): (2x+y) - (x+y) = 0.5 - 0.3 → x = 0.2 моль
Тогда y = 0.3 - 0.2 = 0.1 моль.
4. Находим массы солей:
m(Na₂CO₃) = n * M = 0.2 * 106 = 21.2 г
m(NaHCO₃) = 0.1 * 84 = 8.4 г
5. Находим массу конечного раствора:
Масса исходного раствора: 200 г
Масса поглощённого CO₂: m(CO₂) = 0.3 * 44 = 13.2 г
Масса конечного раствора: m(кон.) = 200 + 13.2 = 213.2 г
6. Находим массовую долю солей:
Общая масса солей: 21.2 + 8.4 = 29.6 г
ω(солей) = 29.6 / 213.2 ≈ 0.139 или ~13.9%
✅ Ключевой вывод: При соотношении n(NaOH)/n(CO₂) между 1 и 2 образуется смесь солей. Правильный качественный ответ — Б.
8. Таблица растворимости солей, кислот и оснований
Эта таблица разрешена на ЕГЭ по химии и является незаменимым инструментом для определения возможности протекания реакций ионного обмена.
| Анион / Катион | Na⁺, K⁺, NH₄⁺ | Ca²⁺, Ba²⁺ | Ag⁺, Pb²⁺ | Al³⁺, Fe³⁺, Cu²⁺ |
|---|---|---|---|---|
| NO₃⁻ (нитраты) | ✅ Растворимы | ✅ Растворимы | ✅ Растворимы | ✅ Растворимы |
| Cl⁻ (хлориды) | ✅ Растворимы | ✅ Растворимы | ❌ Нерастворимы (AgCl, PbCl₂) | ✅ Растворимы |
| SO₄²⁻ (сульфаты) | ✅ Растворимы | ❌ Нерастворимы (CaSO₄, BaSO₄) | ✅ Растворимы (кроме PbSO₄) | ✅ Растворимы |
| CO₃²⁻ (карбонаты) | ✅ Растворимы | ❌ Нерастворимы | ❌ Нерастворимы | ❌ Нерастворимы |
| OH⁻ (гидроксиды) | ✅ Растворимы | ✅ Малорастворимы | ❌ Нерастворимы | ❌ Нерастворимы |
1. Осадок (нерастворимое вещество)
2. Газ (CO₂, NH₃, H₂S, SO₂)
3. Вода или другой малодиссоциирующий продукт
Финальный тест: 20 вопросов по кислородсодержащим соединениям
Пройдите итоговый тест, чтобы оценить, насколько хорошо вы усвоили все классы кислородсодержащих соединений и их взаимосвязи. Вопросы соответствуют формату и сложности ЕГЭ 2026 года.
Ваш результат
Системные курсы для углублённой подготовки к ЕГЭ по химии 2026
Материалы на этой странице дают мощную теоретическую базу. Чтобы отработать решение задач до автоматизма, проработать все тонкости и быть уверенным в результате на экзамене, рекомендуем дополнить самоподготовку структурированными курсами от ведущих образовательных платформ.
Углубленные курсы по химии с детальным разбором неорганической химии, включая все классы соединений и их взаимопревращения. Преподаватели — эксперты ЕГЭ и олимпиад.
Перейти на сайт ФоксфордаСпециализируется на интенсивной подготовке к ЕГЭ. Много практики по решению именно экзаменационных задач на классификацию веществ, цепочки превращений и расчётные задачи.
Перейти на сайт СоткиИндивидуальные занятия с репетитором. Идеальный выбор, если тема «Классы неорганических соединений» даётся тяжело. Преподаватель построит программу, исходя из ваших пробелов.
Перейти на сайт ТетрикиКрупная платформа с фокусом на ЕГЭ. Все материалы адаптированы под актуальные требования ФИПИ. Большое сообщество учеников для взаимопомощи.
Перейти на сайт УмскулОнлайн-школа от создателей Учи.ру. Прозрачная система оплаты, официальные чеки, пробный бесплатный урок с настоящим преподавателем. Подробный разбор тем по химии.
Перейти на сайт Учи.Дома