Свойства оснований, кислот, солей и амфотерных гидроксидов

Коротко о главном

В заданиях 6–8 ЕГЭ проверяют, знаете ли вы, с чем реагирует каждый класс неорганических соединений. Ключевая идея: кислоты и основания — химические противоположности, соли — продукт их взаимодействия, а амфотерные гидроксиды ведут себя двойственно — то как кислота, то как основание, в зависимости от партнёра по реакции.

Определения и правила

Основания — вещества, диссоциирующие с образованием гидроксид-ионов $OH^-$ (растворимые — щёлочи; нерастворимые — например, $Cu(OH)_2$).

Кислоты — вещества, диссоциирующие с образованием катионов водорода $H^+$.

Соли — продукты замещения атомов водорода в кислоте на металл (или замещения $OH^-$ в основании на кислотный остаток).

Амфотерные гидроксиды — соединения металлов, проявляющие свойства и кислот, и оснований: $Al(OH)_3$, $Zn(OH)_2$, $Cr(OH)_3$, $Be(OH)_2$, $Sn(OH)_2$, $Pb(OH)_2$.

Класс	Реагирует с	Пример реакции
Основания (щёлочи)	кислотами	$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$
	кислотными оксидами	$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
	солями (если образуется осадок/газ)	$2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
	амфотерными гидроксидами/оксидами	$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$
Нерастворимые основания	кислотами	$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$
	при нагревании разлагаются	$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$
Кислоты	металлами (до $H$ в ряду активности)	$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$
	основными оксидами	$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$
	основаниями	$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$
	солями более слабых кислот	$2HCl + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
Соли	другими солями (обмен с осадком)	$AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$
	металлами (более активными)	$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$
	кислотами, щёлочами	см. выше
Амфотерные гидроксиды	кислотами (как основание)	$Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$
	щёлочами (как кислота)	$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Важное правило обмена: реакция между солями (или солью и кислотой/основанием) идёт до конца, если образуется осадок, газ или слабый электролит (в том числе вода).

Как применять

Пример 1. Определить, пройдёт ли реакция $BaCl_2 + Na_2SO_4$. Проверяем продукты: $BaSO_4$ — нерастворимая соль (осадок). Реакция идёт: $$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$$

Пример 2. Как амфотерный гидроксид $Al(OH)_3$ реагирует с избытком щёлочи? Он проявляет кислотные свойства и образует комплексную соль: $$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$$

Пример 3. Взаимодействие соли слабой кислоты с более сильной кислотой. $K_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2SiO_3\downarrow$ — выпадает нерастворимая кремниевая кислота, реакция идёт до конца, так как образуется осадок.

Типичные ошибки

• Путают амфотерные гидроксиды с обычными основаниями и забывают про их реакцию со щёлочью.
• Не проверяют условие протекания обменной реакции (наличие осадка, газа или воды) — считают, что все соли реагируют друг с другом.
• Забывают, что нерастворимые основания не реагируют с кислотными оксидами напрямую (только через раствор при особых условиях), а щёлочи — реагируют.
• Ошибаются в продуктах реакции амфотерного гидроксида со щёлочью: пишут обычную соль вместо комплексной (гидроксокомплекс).
• Путают ряд активности металлов при вытеснении из солей и кислот.

Где встречается на экзамене

Тема — основа заданий 6 (химические свойства неорганических веществ), 7 (генетическая связь классов соединений) и 8 (характерные реакции металлов и их соединений). Часто требуется составить уравнения реакций, определить возможность взаимодействия по таблице растворимости и распознать амфотерные свойства гидроксидов при работе с избытком реагента.