Экспресс-подготовка к ЕГЭ по химии за 1 день

Неорганическая химия: классы веществ и их свойства

Это фундамент всего ЕГЭ по химии. Задания №1–№6 первой части почти целиком построены на знании классов неорганических веществ, их свойств и взаимодействий. Без этого блока невозможно решить даже треть первой части — поэтому начинаем именно здесь.

Четыре класса неорганических веществ: быстрая карта

Все неорганические вещества делятся на четыре главных класса. Запомни их как единую систему, а не как отдельные списки.

| Класс | Определение | Примеры | |---|---|---| | Оксиды | Соединение элемента с кислородом, только два элемента | Na₂O, CaO, SO₃, CO₂, Fe₂O₃ | | Кислоты | Содержат H⁺, при диссоциации дают ион водорода | HCl, H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄ | | Основания | Содержат OH⁻, при диссоциации дают гидроксид-ион | NaOH, Ca(OH)₂, NH₃·H₂O | | Соли | Продукт замещения H⁺ в кислоте на металл | NaCl, CaSO₄, Na₂CO₃, FeCl₃ |

Важный нюанс про оксиды: не всё, что содержит кислород — оксид. H₂SO₄ содержит кислород, но это кислота. Оксид — строго двухэлементное соединение, где второй элемент — кислород.

Оксиды: кислотные, основные, амфотерные

Это самое частое место ошибок в задании №2 ЕГЭ. Оксиды делятся на три типа по химическому поведению.

Основные оксиды — образованы металлами с низкой степенью окисления (+1, +2). Реагируют с кислотами и кислотными оксидами, не реагируют со щелочами.

Na₂O, CaO, MgO, FeO, CuO — типичные примеры

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (реакция с водой даёт щёлочь)

CaO + CO₂ → CaCO₃ (реакция с кислотным оксидом)

Кислотные оксиды — образованы неметаллами или металлами с высокой степенью окисления (+5, +6, +7). Реагируют со щелочами и основными оксидами.

SO₃, CO₂, NO₂, P₂O₅, Mn₂O₇, CrO₃ — типичные примеры

SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

CO₂ + CaO → CaCO₃

Амфотерные оксиды — реагируют и с кислотами, и со щелочами. Это небольшой список, который нужно выучить наизусть:

> Амфотерные оксиды: ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃ (условно), BeO, SnO, PbO

Пример амфотерности ZnO:

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O (ведёт себя как основный оксид)

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O (ведёт себя как кислотный оксид)

Именно амфотерные оксиды чаще всего проверяются в задании №2 — там нужно выбрать, с чем реагирует данный оксид.

Кислоты: сильные и слабые, летучие и нелетучие

Для ЕГЭ критически важно знать, какие кислоты сильные (полностью диссоциируют), а какие слабые.

Сильные кислоты — выучи этот список раз и навсегда:

HCl (соляная), HBr (бромоводородная), HI (йодоводородная)

H₂SO₄ (серная, концентрированная и разбавленная)

HNO₃ (азотная)

HClO₄ (хлорная)

Все остальные кислоты — слабые: H₂S, H₂CO₃, H₂SiO₃, H₃PO₄, CH₃COOH, HF (фтороводородная — слабая, несмотря на то что фтор самый активный галоген).

Почему это важно для ЕГЭ? В задании №7 (реакции ионного обмена) сильные кислоты записываются в ионном виде как H⁺, а слабые — в молекулярном. Если перепутать — потеряешь балл.

Нерастворимые кислоты — особая группа. H₂SiO₃ (кремниевая кислота) не растворяется в воде. Её нельзя получить реакцией кислотного оксида SiO₂ с водой — SiO₂ с водой не реагирует. Это типичная ловушка в задании №4.

Основания: щёлочи и нерастворимые гидроксиды

Щёлочи — растворимые основания. Их немного, и их нужно знать:

NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH (щелочные металлы)

Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂ (щелочноземельные металлы, кроме Mg!)

Mg(OH)₂ — нерастворимое основание, хотя магний стоит рядом с кальцием. Это частая ошибка.

Нерастворимые основания разлагаются при нагревании — это важно для задания №5:

Cu(OH)₂ → CuO + H₂O (при нагревании) Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + H₂O (при нагревании)

Щёлочи при нагревании не разлагаются — NaOH остаётся NaOH.

Амфотерные гидроксиды — аналог амфотерных оксидов, реагируют и с кислотами, и со щелочами:

> Амфотерные гидроксиды: Zn(OH)₂, Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Be(OH)₂

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O (с кислотой) Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O (со щёлочью)

Соли: средние, кислые, основные

Средние соли — полное замещение водорода: Na₂SO₄, CaCl₂, FeCl₃.

Кислые соли — неполное замещение водорода, остаётся H в анионе: NaHCO₃, NaHSO₄, Ca(H₂PO₄)₂. Образуются, когда кислота многоосновная, а основания берётся недостаток.

Основные соли — неполное замещение OH⁻, остаётся OH в катионе: Cu₂(OH)₂CO₃ (малахит), Al(OH)₂Cl. Встречаются в ЕГЭ реже, но в задании №1 на классификацию попадаются.

Практический пример: если в задании написано NaHSO₄ — это кислая соль, а не кислота, хотя она и даёт кислую среду. Путаница здесь стоит баллов.

Таблица растворимости: как читать за 2 минуты

Таблица растворимости выдаётся на ЕГЭ, но нужно уметь ею пользоваться быстро. Главные правила, которые покрывают 80% случаев:

Всегда растворимы:

Все соли натрия (Na⁺), калия (K⁺), аммония (NH₄⁺)

Все нитраты (NO₃⁻)

Все хлориды, кроме AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂

Всегда нерастворимы (осадки):

BaSO₄, CaSO₄ (малорастворим), PbSO₄ — сульфаты

AgCl, PbCl₂ — хлориды

Большинство карбонатов (CO₃²⁻), кроме Na₂CO₃, K₂CO₃, (NH₄)₂CO₃

Большинство сульфидов (S²⁻), кроме Na₂S, K₂S, (NH₄)₂S

Эти правила нужны для задания №7 (реакции ионного обмена) — реакция идёт только если образуется осадок, газ или вода.

Генетическая связь между классами

Это ключевая концепция для заданий №4–№6. Классы веществ связаны между собой цепочками превращений.

!Схема генетической связи между классами неорганических веществ

Цепочка для металла (например, кальций):

Металл → Основный оксид → Основание → Соль

Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCl₂

Конкретные реакции:

Ca + O₂ → 2CaO (горение)

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (оксид + вода)

Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O (основание + кислота)

Цепочка для неметалла (например, сера):

Неметалл → Кислотный оксид → Кислота → Соль

S → SO₃ → H₂SO₄ → Na₂SO₄

Конкретные реакции:

S + O₂ → SO₂ (горение серы даёт SO₂, не SO₃!)

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (каталитическое окисление)

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

Типичная ловушка: сера горит с образованием SO₂, а не SO₃. SO₃ получают только каталитическим окислением SO₂. В задании на цепочку превращений это проверяется напрямую.

Химические свойства: матрица взаимодействий

Запомни эту матрицу — она закрывает задания №3–№6 целиком.

| | Кислота | Щёлочь | Основный оксид | Кислотный оксид | Соль | |---|---|---|---|---|---| | Кислота | — | ✓ | ✓ | — | ✓ (если ↓, ↑ или H₂O) | | Щёлочь | ✓ | — | — | ✓ | ✓ (если ↓, ↑ или H₂O) | | Основный оксид | ✓ | — | — | ✓ | — | | Кислотный оксид | — | ✓ | ✓ | — | — | | Металл | ✓ (активные) | ✓ (щёлочи + Al, Zn) | — | — | ✓ (вытеснение) |

Пример применения: задание спрашивает, с чем реагирует Al₂O₃. Смотришь строку «амфотерный оксид» — реагирует и с кислотами, и со щелочами. Ответ: HCl и NaOH.

Степени окисления: быстрые правила

Степень окисления (СО) — это условный заряд атома в соединении. Нужна для заданий №3, №8, а также для расстановки коэффициентов в ОВР.

Постоянные степени окисления:

Фтор F: всегда −1

Кислород O: почти всегда −2 (исключение: OF₂, где O = +2; пероксиды H₂O₂, где O = −1)

Водород H: +1 (исключение: гидриды металлов NaH, CaH₂, где H = −1)

Щелочные металлы (Na, K, Li): всегда +1

Щелочноземельные металлы (Ca, Mg, Ba): всегда +2

Правило нейтральности: сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле = 0.

Пример: найти СО серы в H₂SO₄.

H: +1, O: −2

2(+1) + x + 4(−2) = 0

2 + x − 8 = 0

x = +6

Сера в серной кислоте имеет СО = +6. Именно поэтому H₂SO₄ — сильный окислитель.

Переменные степени окисления металлов — частая тема задания №3:

Железо Fe: +2 (FeO, FeCl₂) и +3 (Fe₂O₃, FeCl₃)

Хром Cr: +2, +3, +6 (CrO₄²⁻ — хромат, Cr₂O₇²⁻ — дихромат)

Марганец Mn: +2, +4 (MnO₂), +7 (KMnO₄)

Медь Cu: +1 (Cu₂O) и +2 (CuO, CuSO₄)

Тактика на экзамене: ключевые слова в заданиях №1–№6

Когда видишь в условии задания определённые слова — сразу понимаешь, какое правило применять:

«Амфотерный» → вещество реагирует и с кислотой, и со щёлочью. Список: Zn, Al, Cr, Be и их оксиды/гидроксиды.

«Реагирует с раствором щёлочи» → это либо кислота, либо кислотный оксид, либо амфотерное вещество, либо активный металл (Al, Zn).

«Не реагирует с водой» → скорее всего нерастворимое основание или нереакционноспособный оксид (SiO₂ не реагирует с водой!).

«Соответствующая кислота» → от кислотного оксида к кислоте: SO₃ → H₂SO₄, CO₂ → H₂CO₃, P₂O₅ → H₃PO₄.

«Соответствующее основание» → от основного оксида к гидроксиду: CaO → Ca(OH)₂, Na₂O → NaOH.

«Образует осадок» → нужна таблица растворимости. Осадки: BaSO₄ (белый), AgCl (белый), Fe(OH)₃ (бурый), Cu(OH)₂ (синий), Al(OH)₃ (белый).

«Выделяется газ» → CO₂ (из карбонатов + кислота), H₂S (из сульфидов + кислота), NH₃ (из солей аммония + щёлочь), SO₂ (из сульфитов + кислота).

Если в задании нет ни одного из этих маркеров и условие кажется слишком сложным — это сигнал, что задание выходит за рамки базы. Отметь его и вернись в конце, не трать время в начале экзамена.