Подготовка к ЕГЭ: химия — оксиды свойства волнуют почти всех одиннадцатиклассников, ведь задач на эту тему встречается много. Если вы понимаете, как ведут себя разные оксиды, половина вопросов блока «Неорганика» уже решена. Ниже разберём всё необходимое для уверенного результата и быстрого повторения.
Почему оксиды так важны на экзамене
Оксиды участвуют в трёх типах заданий: классификация, свойства, реакционные уравнения. Экзаменаторы любят соединения кислорода, потому что они показывают умение видеть связь между строением и поведением вещества. Кроме того, через оксиды легко проверить понимание кислотно-основных и окислительно-восстановительных процессов. Поэтому игнорировать тему опасно, даже если вы пока уверены в органике.
Классификация оксидов без лишней зубрёжки
Сначала определяем состав: бинарное соединение элемента с кислородом. Затем смотрим степень окисления и электроотрицательность. Так появляются четыре главных группы.
- Кислотные: неметаллы в высоких степенях окисления, Mn7+, Cr6+.
- Основные: металлы IA, IIA, а также некоторые d-элементы в низких степенях.
- Амфотерные: Al2O3, ZnO, BeO, Cr2O3.
- Несолеобразующие: CO, N2O, NO.
Такой порядок запоминается быстрее, чем списки без логики. Если сомневаетесь, вспомните правило: чем выше заряд неметалла, тем сильнее его оксид проявляет кислотные свойства.
Кислотные оксиды и их ключевые свойства
Кислотные оксиды реагируют с водой, давая кислоты: SO3 + H2O → H2SO4. Исключения: SiO2 и некоторые твердые оксиды неметаллов, нерастворимые в воде. Они всё равно ведут себя как кислотные, но в твёрдой фазе. Второе типичное действие — взаимодействие с основаниями: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O. При избытке SO2 образуется гидросульфит, что часто проверяют в 32 задании.
Обратите внимание на летучие оксиды азота. Они одновременно кислотные и окислители. NO2 гидролизуется ступенчато, поэтому в цепочках реакций обычно пишут конечные ионы NO3− и H+.
Подготовка к ЕГЭ: химия — оксиды свойства основных соединений
Основные оксиды вступают в реакции с кислотами и кислотными оксидами. Классический пример: CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O. С водой реагируют только оксиды активных металлов IA и IIA групп до магния включительно. Поэтому BaO + H2O даёт щёлочь, а FeO с водой не взаимодействует. Именно эта деталь становится ловушкой, когда в тесте предлагают «раствор оксида железа(II)» — такого раствора не существует.
С кислородом основные оксиды образуют пероксиды или более высокие оксиды, если элемент допускает. Например, MnO легко окисляется до MnO2 при нагревании на воздухе. Это реакция встречается во второй части при построении цепочек.
Амфотерные и несолеобразующие: двойственная натура
Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами, так и с щёлочами. Однако со щёлочами нужна вода или расплав. Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]. Формула комплексного аниона должна быть записана полностью, иначе эксперты снижают балл. В расплаве реакция идёт иначе: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O. Помните, что степени окисления элемента не меняются, поэтому это кислотно-основный процесс, а не ОВР.
Несолеобразующие оксиды, наоборот, химически пассивны при обычных условиях. Именно поэтому они часто встречаются в заданиях на определение типа оксида по свойствам. Так, CO не реагирует с водой, кислотами и щёлочами, но является мягким восстановителем при высоких температурах.
Окислительно-восстановительные возможности оксидов
Чтобы решить сложную цепочку, полезно помнить три правила.
- Оксиды металлов в низкой степени окисления обычно восстанавливаются, а не окисляются.
- Оксиды неметаллов в высокой степени, напротив, часто окислители.
- Если элемент имеет промежуточную степень, возможен диспропорционирование, как в случае с NО2.
Например, Fe2O3 восстанавливается угарным газом до железа: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2. Уравнение полезно отработать, потому что в вариантах часто требуют указать вещество-восстановитель. Другой ход экзаменаторов — дать несколько оксидов и спросить, какие пары вступят в ОВР при нагревании. Вспомните ряд активности и степень окисления, и ответ появится за секунды.
Типичные задачи и ловушки разработчиков КИМ
Частая ошибка — приписывать оксиду свойства гидроксида. Так, MgO считают щёлочью и пытаются вытеснить его из раствора, хотя это твёрдое вещество. Ещё одна ловушка связана с SiO2. Он не реагирует с разбавленными щёлочами холодного раствора, зато вступает в реакцию с их концентрированными растворами при сплавлении. Экзаменаторы любят задачу: «Какое вещество используют для получения стекла из песка?» Ответ — сода и CaCO3, а не раствор KOH.
Следующее популярное задание — подобрать реагенты для превращения Cr2O3 в K2CrO4. Нужно написать реакцию с щёлочью и окислителем, обычно KNO3. Без понимания амфотерности и ОВР эту цепочку собрать трудно.
Мини-тренажёр и полезные ресурсы
Попробуйте за пять минут составить уравнения для трёх пар: ZnO + HCl, CO2 + NaOH(изб), FeO + HNO3(конц.). Затем проверьте, куда сместилась степень окисления атомов. Если удержали баланс электронов и зарядов, значит материал усвоен. Нужна дополнительная поддержка? Запишитесь на курс подготовки к ЕГЭ в удобное онлайн-формате и отточите тему на задачах разных уровней.
Из бесплатных источников советую официальные сборники ФИПИ, сайт «Решу ЕГЭ» и документы IUPAC для точных формул. Работайте с первоисточниками, и оксиды перестанут пугать даже в самой сложной части экзамена.