Классификация и взаимосвязь неорганических веществ

 

Классификация неорганических веществ базируется на химическом составе – наиболее простой и постоянной во времени характеристике. Химический состав вещества показывает, какие элементы присутствуют в нем и в каком числовом отношении для их атомов.

Элементы условно делятся на элементы с металлическими и неметаллическими свойствами. Первые из них всегда входят в состав катионов многоэлементных веществ (металлические свойства), вторые – в состав анионов (неметаллические свойства). В соответствии с Периодическим законом в периодах и группах между этими элементами находятся амфотерные элементы, проявляющие одновременно в той или иной мере металлические и неметаллические (амфотерные, двойственные) свойства. Элементы VIIIA‑группы продолжают рассматривать отдельно (благородные газы), хотя для Kr, Хе и Rn обнаружены явно неметаллические свойства (элементы Не, Ne, Ar химически инертны).

Классификация простых и сложных неорганических веществ приведена в табл. 6.

Ниже приводятся определения (дефиниции) классов неорганических веществ, их важнейшие химические свойства и способы получения.

Неорганические вещества – соединения, образуемые всеми химическими элементами (кроме большинства органических соединений углерода). Делятся по химическому составу:

 

 

 

Простые вещества образованы атомами одного элемента. Делятся по химическим свойствам:

 

 

Металлы – простые вещества элементов с металлическими свойствами (низкая электроотрицательность). Типичные металлы:

 

 

Металлы обладают высокой восстановительной способностью по сравнению с типичными неметаллами. В электрохимическом ряду напряжений они стоят значительно левее водорода, вытесняют водород из воды (магний – при кипячении):

 

 

Простые вещества элементов Cu, Ag и Ni также относят к металлам, так как у их оксидов CuO, Ag₂O, NiO и гидроксидов Cu(OH)₂, Ni(OH)₂ преобладают основные свойства.

Неметаллы – простые вещества элементов с неметаллическими свойствами (высокая электроотрицательность). Типичные неметаллы: F₂, Cl₂, Br₂, I₂, O₂, S, N₂, Р, С, Si.

Неметаллы обладают высокой окислительной способностью по сравнению с типичными металлами.

Амфигены – амфотерные простые вещества, образованные элементами с амфотерными (двойственными) свойствами (электроотрицательность промежуточная между металлами и неметаллами). Типичные амфигены: Be, Cr, Zn, Аl, Sn, Pb.

Амфигены обладают более низкой восстановительной способностью по сравнению с типичными металлами. В электрохимическом ряду напряжений они примыкают слева к водороду или стоят за ним справа.

Аэрогены – благородные газы, одноатомные простые вещества элементов VIIIA‑группы: Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Из них He, Ne и Ar химически пассивны (соединения с другими элементами не получены), а Kr, Хе и Rn проявляют некоторые свойства неметаллов с высокой электроотрицательностью.

Сложные вещества образованы атомами разных элементов. Делятся по составу и химическим свойствам:

 

 

Оксиды – соединения элементов с кислородом, степень окисления кислорода в оксидах всегда равна (‑II). Делятся по составу и химическим свойствам:

 

 

Элементы He, Ne и Ar соединений с кислородом не образуют. Соединения элементов с кислородом в других степенях окисления – это не оксиды, а бинарные соединения, например O^+IIF₂^‑I и H₂^+IO₂^‑I. Не относятся к оксидам и смешанные бинарные соединения, например S^+IVCl₂^‑IO^‑II.

Оснóвные оксиды – продукты полной дегидратации (реальной или условной) основных гидроксидов, сохраняют химические свойства последних.

Из типичных металлов только Li, Mg, Ca и Sr образуют оксиды Li₂O, MgO, СаО и SrO при сжигании на воздухе; оксиды Na₂O, К₂O, Rb₂O, Cs₂O и ВаО получают другими способами.

Оксиды CuO, Ag₂O и NiO также относят к основным.

Кислотные оксиды – продукты полной дегидратации (реальной или условной) кислотных гидроксидов, сохраняют химические свойства последних.

Из типичных неметаллов только S, Se, Р, As, С и Si образуют оксиды SO₂, SeO₂, Р₂O₅, As₂O₃, СO₂ и SiO₂ при сжигании на воздухе; оксиды Cl₂O, Cl₂O₇, I₂O₅, SO₃, SeO₃, N₂O₃, N₂O₅ и As₂O₅ получают другими способами.

Исключение: у оксидов NO₂ и ClO₂ нет соответствующих кислотных гидроксидов, но их считают кислотными, так как NO₂ и ClO₂ реагируют со щелочами, образуя соли двух кислот, а ClO₂ и с водой, образуя две кислоты:

а) 2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

б) 2ClO₂ + Н₂O (хол.) = НClO₂ + НClO₃

2ClO₂ + 2NaOH (хол.) = NaClO₂ + NaClO₃ + H₂O

Оксиды CrO₃ и Mn₂O₇ (хром и марганец в высшей степени окисления) также являются кислотными.

Амфотерные оксиды – продукты полной дегидратации (реальной или условной) амфотерных гидроксидов, сохраняют химические свойства амфотерных гидроксидов.

Типичные амфигены (кроме Ga) при сжигании на воздухе образуют оксиды BeO, Cr₂O₃, ZnO, Al₂O₃, GeO₂, SnO₂ и РЬО; амфотерные оксиды Ga₂O₃, SnO и РЬO₂ получают другими способами.

Двойные оксиды образованы либо атомами одного амфотерного элемента в разных степенях окисления, либо атомами двух разных (металлических, амфотерных) элементов, что и определяет их химические свойства. Примеры:

(Fe^IIFe₂^III)O₄, (Рb₂^IIPb^IV)O₄, (MgAl₂)O₄, (CaTi)O₃.

Оксид железа образуется при сгорании железа на воздухе, оксид свинца – при слабом нагревании свинца в кислороде; оксиды двух разных металлов получают другими способами.

Несолеобразующие оксиды – оксиды неметаллов, не имеющие кислотных гидроксидов и не вступающие в реакции солеобразования (отличие от основных, кислотных и амфотерных оксидов), например: СО, NO, N₂O, SiO, S₂O.

Гидроксиды – соединения элементов (кроме фтора и кислорода) с гидроксогруппами О^‑IIН, могут содержать также кислород O^‑II. В гидроксидах степень окисления элемента всегда положительная (от +I до +VIII). Число гидроксогрупп от 1 до 6. Делятся по химическим свойствам:

 

 

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 n Н₂O («сернистая кислота H₂SO₃» не существует, но кислотные остатки HSO₃^‑ и SO₃^2‑ 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 СО₃^2‑, NO₃^‑, РО₄^3‑, SO₄^2‑ 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 →…

Na₂O + SO₃ = Na₂SO₄, BaO + СO₂ = ВаСO₃

4б) амфотерный оксид + кислотный оксид →…

Al₂O₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃, ZnO + N₂O₅ = Zn(NO₃)₂

4в) основный оксид + амфотерный оксид →…

Na₂O + Al₂O₃ = 2NaAlO₂, Na₂O + ZnO = Na₂ZnO₂

Реакции 1в, если они протекают в растворе, сопровождаются образованием других продуктов – комплексных солей:

NaOH (конц.) + Al(OН)₃ = Na[Al(OH)₄]

КОН (конц.) + Cr(OH)₃ = К₃[Cr(ОН)₆]

2NaOH (конц.) + M(OH)₂ = Na₂[M(OH)₄] (М = Be, Zn)

КОН (конц.) + M(OH)₂ = K[M(OH)₃] (М = Sn, Pb)

Все средние соли в растворе – сильные электролиты (диссоциируют нацело).

Кислые соли содержат кислые кислотные остатки (с водородом) HCO₃^‑, Н₂РO₄^2‑, HPO₄^2‑ и др., образуются при действии на основные и амфотерные гидроксиды или средние соли избытка кислотных гидроксидов, содержащих не менее двух атомов водорода в молекуле; аналогично действуют соответствующие кислотные оксиды:

NaOH + H₂SO₄ (конц.) = NaHSO₄ + H₂O

Ва(ОН)₂ + 2Н₃РO₄ (конц.) = Ва(Н₂РO₄)₂ + 2Н₂O

Zn(OH)₂ + Н₃РO₄ (конц.) = ZnHPO₄↓ + 2Н₂O

PbSO₄ + H₂SO₄ (конц.) = Pb(HSO₄)₂

K₂HPO₄ + Н₃РO₄ (конц.) = 2КН₂РO₄

Са(ОН)₂ + 2ЕO₂ = Са(НЕO₃)₂ (Е = С, S)

Na₂EO₃ + ЕO₂ + H₂O = 2NaHEO₃ (Е = С, S)

При добавлении гидроксида соответствующего металла или амфигена кислые соли переводятся в средние:

NaHSO₄ + NaOH = Na₂SO₄ + Н₂O

Pb(HSO₄)₂ + Pb(OH)₂ = 2PbSO₄↓ + 2H₂O

 

 

Почти все кислые соли хорошо растворимы в воде, диссоциируют нацело (КНСO₃ = К⁺ + HCO₃^‑).

Оснóвные соли содержат гидроксогруппы ОН, рассматриваемые как отдельные анионы, например FeNO₃(OH), Ca₂SO₄(OH)₂, Cu₂CO₃(OH)₂, образуются при действии на кислотные гидроксиды избытка основного гидроксида, содержащего не менее двух гидроксогрупп в формульной единице:

Со(ОН)₂ + HNO₃ = CoNO₃(OH)↓ + Н₂O

2Ni(OH)₂ + H₂SO₄ = Ni₂SO₄(OH)₂↓ + 2H₂O

2Cu(OH)₂ + H₂CO₃ = Cu₂CO₃(OH)₂↓ + 2H₂O

Основные соли, образованные сильными кислотами, при добавлении соответствующего кислотного гидроксида переходят в средние:

CoNO₃(OH) + HNO₃ = Co(NO₃)₂ + Н₂O

Ni₂SO₄(OH)₂ + H₂SO₄ = 2NiSO₄ + 2H₂O

Большинство основных солей малорастворимы в воде; они осаждаются при совместном гидролизе, если образованы слабыми кислотами:

2MgCl₂ + Н₂O + 2Na₂CO₃ = Mg₂CO₃(OH)₂↓ + СO₂↑ + 4NaCl

Двойные соли содержат два химически разных катиона; например: CaMg(CO₃)₂, KAl(SO₄)₂, Fe(NH₄)₂(SO₄)₂, LiAl(SiO₃)₂. Многие двойные соли образуются (в виде кристаллогидратов) при совместной кристаллизации соответствующих средних солей из насыщенного раствора:

K₂SO₄ + MgSO₄ + 6Н₂O = K₂Mg(SO₄)₂ 6Н₂O↓

Часто двойные соли менее растворимы в воде по сравнению с отдельными средними солями.

Бинарные соединения – это сложные вещества, не относящиеся к классам оксидов, гидроксидов и солей и состоящие из катионов и бескислородных анионов (реальных или условных).

Их химические свойства разнообразны и рассматриваются в неорганической химии отдельно для неметаллов разных групп Периодической системы; в этом случае классификация проводится по виду аниона.

Примеры:

а) галогениды: OF₂, HF, KBr, PbI₂, NH₄Cl, BrF₃, IF₇

б) хальгогениды: H₂S, Na₂S, ZnS, As₂S₃, NH₄HS, K₂Se, NiSe

в) нитриды: NH₃, NH₃ H₂O, Li₃N, Mg₃N₂, AlN, Si₃N₄

г) карбиды: CH₄, Be₂C, Al₄C₃, Na₂C₂, CaC₂, Fe₃C, SiC

д) силициды: Li₄Si, Mg₂Si, ThSi₂

е) гидриды: LiH, CaH₂, AlH₃, SiH₄

ж) пероксидьг. H₂O₂, Na₂O₂, СаO₂

з) надпероксиды: HO₂, КO₂, Ва(O₂)₂

По типу химической связи среди этих бинарных соединений различают:

ковалентные: OF₂, IF₇, H₂S, P₂S₅, NH₃, H₂O₂

ионные: Nal, K₂Se, Mg₃N₂, CaC₂, Na₂O₂, KO₂

Встречаются двойные (с двумя разными катионами) и смешанные (с двумя разными анионами) бинарные соединения, например: KMgCl₃, (FeCu)S₂ и Pb(Cl)F, Bi(Cl)O, SCl₂O₂, As(O)F₃.

Все ионные комплексные соли (кроме гидроксокомплексных) также относятся к этому классу сложных веществ (хотя обычно рассматриваются отдельно), например:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ K₄[Fe(CN)₆] Na₃[AlF₆]

[Ag(NH₃)₂]Cl K₃[Fe(NCS)₆] K₂[SiF₆]

К бинарным соединениям относятся ковалентные комплексные соединения без внешней сферы, например [Fe(CO)₅] и [№(СО)₄].

По аналогии со взаимосвязью гидроксидов и солей из всех бинарных соединений выделяют бескислородные кислоты и соли (остальные соединения классифицируют как прочие).

Бескислородные кислоты содержат (как и оксокислоты) подвижный водород Н⁺ и поэтому проявляют некоторые химические свойства кислотных гидроксидов (диссоциация в воде, участие в реакциях солеобразования в роли кислоты). Распространенные бескислородные кислоты – это HF, НCl, HBr, HI, HCN и H₂S, из них HF, HCN и H₂S – слабые кислоты, а остальные – сильные.

Примеры реакций солеобразования:

2HBr + ZnO = ZnBr₂ + Н₂O

2H₂S + Ва(ОН)₂ = Ba(HS)₂ + 2Н₂O

2HI + Pb(OH)₂ = Pbl₂↓ + 2Н₂O

Металлы и амфигены, стоящие в ряду напряжений левее водорода и не реагирующие с водой, вступают во взаимодействие с сильными кислотами НCl, НВr и HI (в общем виде НГ) в разбавленном растворе и вытесняют из них водород (приведены реально протекающие реакции):

М + 2НГ = МГ₂ + Н₂↑ (М = Be, Mg, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 6НГ = 2МГ₃ + H₂↑ (M = Al, Ga)

Бескислородные соли образованы катионами металлов и амфигенов (а также катионом аммония NH₄⁺) и анионами (остатками) бескислородных кислот; примеры: AgF, NaCl, KBr, PbI₂, Na₂S, Ba(HS)₂, NaCN, NH₄Cl. Проявляют некоторые химические свойства оксосолей.

Общий способ получения бескислородных солей с одноэлементными анионами – взаимодействие металлов и амфигенов с неметаллами F₂, Cl₂, Br₂ и I₂ (в общем виде Г₂) и серой S (приведены реально протекающие реакции):

2М + Г₂ = 2МГ (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Ag)

M + Г₂ = МГ₂ (М = Be, Mg, Са, Sr, Ва, Zn, Mn, Со)

2М + ЗГ₂ = 2МГ₃ (М = Al, Ga, Cr)

2М + S = M₂S (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Ag)

M + S = MS (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 3S = M₂S₃ (M = Al, Ga, Cr)

Исключения:

а) Cu и Ni реагируют только с галогенами Cl₂ и Br₂ (продукты МCl₂, МBr₂)

б) Cr и Mn реагируют с Cl₂, Br₂ и I₂ (продукты CrCl₃, CrBr₃, CrI₃ и MnCl₂, MnBr₂, MnI₂)

в) Fe реагирует с F₂ и Cl₂ (продукты FeF₃, FeCl₃), с Br₂ (смесь FeBr₃ и FeBr₂), с I₂ (продукт FeI₂)

г) Cu при реакции с S образует смесь продуктов Cu₂S и CuS

Прочие бинарные соединения – все вещества этого класса, кроме выделенных в отдельные подклассы бескислородных кислот и солей.

Способы получения бинарных соединений этого подкласса разнообразны, самый простой – взаимодействие простых веществ (приведены реально протекающие реакции):

а) галогениды:

S + 3F₂ = SF₆, N₂ + 3F₂ = 2NF₃

2P + 5Г₂ = 2РГ₅ (Г = F, CI, Br)

С + 2F₂ = CF₄

Si + 2Г₂ = Sir₄ (Г = F, CI, Br, I)

б) халькогениды:

2As + 3S = As₂S₃

2E + 5S = E₂S₅ (E = P, As)

E + 2S = ES₂ (E = C, Si)

в) нитриды:

3H₂ + N₂

2NH₃

6M + N₂ = 2M₃N (M = Li, Na, K)

3M + N₂ = M₃N₂ (M = Be, Mg, Ca)

2Al + N₂ = 2AlN

3Si + 2N₂ = Si₃N₄

г) карбиды:

2M + 2C = M₂C₂ (M = Li, Na)

2Be + С = Be₂C

M + 2C = MC₂ (M = Ca, Sr, Ba)

4Al + 3C = Al₄C₃

Si + С = SiC

д) силициды:

4Li + Si = Li₄Si

2M + Si = M₂Si (M = Mg, Ca)

е) гидриды:

2M + H₂ = 2MH (M = Li, Na, K)

M + H₂ = MH₂ (M = Mg, Ca)

ж) пероксиды, надпероксиды:

2Na + O₂ = Na₂O₂ (сгорание на воздухе)

M + O₂ = МО₂ (М = К, Rb, Cs; сгорание на воздухе)

Многие из этих веществ полностью реагируют с водой (чаще гидролизуются без изменения степеней окисления элементов, но гидриды выступают как восстановители, а надпероксиды вступают в реакции дисмутации):

РCl₅ + 4Н₂O = Н₃РO₄ + 5НCl

SiBr₄ + 2Н₂O = SiO₂↓ + 4НBr

P₂S₅ + 8Н₂O = 2Н₃РO₄ + 5H₂S↑

SiS₂ + 2Н₂O = SiO₂↓ + 2H₂S

Mg₃N₂ + 8H₂O = 3Mg(OH)₂↓ + 2(NH₃ H₂O)

Na₃N + 4H₂O = 3NaOH + NH₃ H₂O

Be₂C + 4H₂O = 2Be(OH)₂↓ + CH₄↑

MC₂ + 2H₂O = M(OH)₂ + C₂H₂↑ (M = Ca, Sr, Ba)

Al₄C₃ + 12H₂O = 4Al(OH)₃↓ + 3CH₄↑

MH + H₂O = MOH + H₂↑ (M = Li, Na, K)

MgH₂ + 2H₂O = Mg(OH)₂↓ + H₂↑

CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑

Na₂O₂ + 2H₂O = 2NaOH + H₂O₂

2MO₂ + 2H₂O = 2MOH + H₂O₂ + O₂↑ (M = K, Rb, Cs)

Другие вещества, наоборот, устойчивы по отношению к воде, среди них SF₆, NF₃, CF₄, CS₂, AlN, Si₃N₄, SiC, Li₄Si, Mg₂Si и Ca₂Si.

 

Примеры заданий частей А, В, С

 

1. Простые вещества – это

1) фуллерен

2) этилен

3) ацетон

4) озон

 

2. В формульных единицах продуктов реакций

Si + CF1₂ →…, Si + O₂ →…, Si + Mg →…

общая сумма числа атомов всех элементов равна

1) 8

2) 9

3) 10

4) 11

 

3. В металлсодержащих продуктах реакций

Na + Н₂O →…, Са + Н₂O →…, Al + НCl (р‑р) →…

общая сумма числа атомов всех элементов равна

1) 6

2) 8

3) 10

4) 12

 

4. Оксид кальция может реагировать (по отдельности) со всеми веществами набора

1) СO₂, NaOH, NO

2) HBr, SO₃, NH₄Cl

3) BaO, SO₃, KMgCl₃

4) O₂, Al₂O₃, NH₃

 

5. Будет протекать реакция между оксидом серы (IV) и

1) SiO₂

2) КCl

3) LiOH

4) NaNO₃

 

6. Соль МAlO₂ образуется при сплавлении

1) Al и ZnO

2) Al₂O₃ и КОН

3) Al и Са(ОН)₂

4) Al₂O₃ и Fe₂O₃

 

7. В молекулярном уравнении реакции

ZnO + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ +…

сумма коэффициентов равна

1) 4

2) 5

3) 6

4) 7

 

8. Продукты реакции N₂O₅ + NaOH →… – это

1) Na₂O, HNO₃

2) NaOH, NH₃

3) NaNO₃, H₂O

4) NaNO₂, N₂, H₂O

 

9. Набор оснований – это

1) NaOH, LiOH, ClOH

2) NaOH, Ba(OH)₂, Cu(OH)₂

3) Ca(OH)₂, KOH, BrOH

4) Mg(OH)₂, Be(OH)₂, NO(OH)

 

10. Гидроксид калия реагирует в растворе (по отдельности) с веществами набора

1) СО, CuSO₄

2) SO₂, Ag

3) Al, Ba(OH)₂

4) SO₃, FeCl₃

 

11–12. Остаток, отвечающий кислоте с названием

11. Серная

12. Азотная

имеет формулу

1) NO₂^‑

2) SO₄^2‑

3) NO₃^‑

4) SO₃^2‑

 

13. Из соляной и разбавленной серной кислот не выделяет газ только металл

1) ртуть

2) цинк

3) магний

4) хром

 

14. Амфотерный гидроксид – это

1) Ва(ОН)₂

2) CsOH

3) Ni(OH)₂

4) Cr(OH)₃

 

15‑16. По заданным формулам гидроксидов

15. H₃PO₄, РЬ(ОН)₂

16. Cr(OH)₃, HNO₃

выводится формула средней соли

1) РЬ₃(РO₄)₂

2) РЬ₃РO₄

3) Cr₂NO₃

4) Cr(NO₃)₃

 

17. После пропускания избытка H₂S через раствор гидроксида бария в конечном растворе будет содержаться соль

1) Ba(HS)₂

2) (BaOH)₂S

3) BaS

4) BaSO₃

 

18. Возможно протекание реакций:

1) CaSO₃ + H₂SO₄ →…

2) Ca(NO₃)₂ + HNO₃ →…

3) NaHCOg + K₂SO₄ →…

4) Al(HSO₄)₃ + NaOH →…

 

19. В уравнении реакции (СаOН)₂СO₃(т) + Н₃РO₄ → СаНРO₄↓ +…

сумма коэффициентов равна

1) 6

2) 5

3) 9

4) 8

 

20. Установите соответствие между формулой вещества и группой, к которой оно относится.

 

 

21. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакций.

 

 

22. В схеме превращений

 

 

вещества А и Б указаны в наборе

1) NaNO₃, Н₂O

2) HNO3, КОН

3) N₂O, NaOH

4) HNO₃, Н₂O

 

23. Составьте уравнения возможных реакций по схеме

FeS → H₂S + PbS → PbSO₄ → Pb(HSO₄)₂

 

24. Составьте уравнения четырех возможных реакций между веществами:

1) азотная кислота (конц.)

2) углерод (графит или кокс)

3) оксид кальция

4) оксид железа(II)