Задание 11 ЕГЭ по химии 2025: Взаимосвязь между классами неорганических веществ

Задание 11 ЕГЭ по химии проверяет понимание генетической связи между различными классами неорганических веществ и умение составлять уравнения реакций, отражающих эту взаимосвязь. В этом задании требуется составить уравнения реакций по заданной схеме превращений.

Теория для подготовки к заданию

Генетическая связь между классами неорганических веществ

Генетическая связь – это связь между веществами разных классов, основанная на их способности превращаться друг в друга в результате химических реакций. Эта связь отражает единство и взаимосвязь всех веществ в природе.

Основные генетические ряды неорганических веществ:

Генетический ряд металла: металл → основный оксид → основание → соль
Генетический ряд неметалла: неметалл → кислотный оксид → кислота → соль
Генетический ряд амфотерного элемента: амфотерный элемент → амфотерный оксид → амфотерный гидроксид → соль

Металл → Основный оксид → Основание → Соль

Неметалл → Кислотный оксид → Кислота → Соль

Основные типы превращений в генетических рядах

Превращения в генетическом ряду металла

Металл → Основный оксид: окисление металла кислородом
2Na + O₂ = Na₂O

2Mg + O₂ = 2MgO
Основный оксид → Основание: взаимодействие основного оксида с водой
Na₂O + H₂O = 2NaOH

CaO + H₂O = Ca(OH)₂
Основание → Соль: взаимодействие основания с кислотой или кислотным оксидом
2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

Превращения в генетическом ряду неметалла

Неметалл → Кислотный оксид: окисление неметалла кислородом
C + O₂ = CO₂

S + O₂ = SO₂
Кислотный оксид → Кислота: взаимодействие кислотного оксида с водой
SO₃ + H₂O = H₂SO₄

CO₂ + H₂O = H₂CO₃
Кислота → Соль: взаимодействие кислоты с металлом, основным оксидом или основанием
H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + H₂↑

2HCl + CaO = CaCl₂ + H₂O

H₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3H₂O

Превращения в генетическом ряду амфотерного элемента

Амфотерный элемент → Амфотерный оксид: окисление амфотерного элемента кислородом
4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

2Zn + O₂ = 2ZnO
Амфотерный оксид → Амфотерный гидроксид: взаимодействие амфотерного оксида с водой (косвенно)
Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄
Амфотерный гидроксид → Соль: взаимодействие амфотерного гидроксида с кислотой или щёлочью
Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₂ + 2H₂O

Дополнительные типы превращений

Металл → Соль: взаимодействие металла с кислотой или солью менее активного металла
Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu
Соль → Основание: взаимодействие соли с щёлочью
FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

CuSO₄ + 2KOH = Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄
Соль → Кислота: взаимодействие соли с сильной кислотой
Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

K₃PO₄ + 3HNO₃ = 3KNO₃ + H₃PO₄
Соль → Соль: взаимодействие солей между собой
AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaCl

Важно!

При составлении уравнений реакций по схеме превращений необходимо учитывать условия протекания реакций и особенности взаимодействия веществ. Некоторые превращения могут быть осуществлены только при определённых условиях (нагревание, катализатор) или через промежуточные стадии.

Алгоритм решения задания на генетическую связь

Определить классы веществ, участвующих в превращениях
Определить тип реакции для каждого превращения
Составить уравнение реакции для каждого превращения
Расставить коэффициенты в уравнениях реакций
Проверить правильность составленных уравнений

Типичные ошибки при решении заданий на генетическую связь

Неправильное определение класса вещества
Ошибки в определении продуктов реакций
Неучет особенностей взаимодействия веществ (например, особенностей взаимодействия концентрированных серной и азотной кислот с металлами)
Ошибки в расстановке коэффициентов
Неучет условий протекания реакций

Примеры задач

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → Na₂SO₄ → BaSO₄

Ответ:

1) S + O₂ = SO₂

2) 2SO₂ + O₂ = 2SO₃

3) SO₃ + H₂O = H₂SO₄

4) H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

5) Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl

Для осуществления данных превращений необходимо составить уравнения соответствующих реакций:

1) Превращение S → SO₂:

Сера как неметалл может взаимодействовать с кислородом при нагревании с образованием оксида серы(IV):

S + O₂ = SO₂

2) Превращение SO₂ → SO₃:

Оксид серы(IV) может окисляться кислородом до оксида серы(VI) в присутствии катализатора (V₂O₅):

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

3) Превращение SO₃ → H₂SO₄:

Оксид серы(VI) взаимодействует с водой с образованием серной кислоты:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

4) Превращение H₂SO₄ → Na₂SO₄:

Серная кислота взаимодействует с гидроксидом натрия с образованием сульфата натрия и воды:

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

5) Превращение Na₂SO₄ → BaSO₄:

Сульфат натрия взаимодействует с хлоридом бария с образованием нерастворимого сульфата бария и хлорида натрия:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Cu → CuO → CuCl₂ → Cu(OH)₂ → CuO → CuSO₄

Ответ:

1) 2Cu + O₂ = 2CuO

2) CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

3) CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

4) Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

5) CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Для осуществления данных превращений необходимо составить уравнения соответствующих реакций:

1) Превращение Cu → CuO:

Медь как металл может взаимодействовать с кислородом при нагревании с образованием оксида меди(II):

2Cu + O₂ = 2CuO

2) Превращение CuO → CuCl₂:

Оксид меди(II) является основным оксидом и может взаимодействовать с соляной кислотой с образованием хлорида меди(II) и воды:

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

3) Превращение CuCl₂ → Cu(OH)₂:

Хлорид меди(II) взаимодействует с гидроксидом натрия с образованием нерастворимого гидроксида меди(II):

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

4) Превращение Cu(OH)₂ → CuO:

Гидроксид меди(II) разлагается при нагревании на оксид меди(II) и воду:

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

5) Превращение CuO → CuSO₄:

Оксид меди(II) взаимодействует с серной кислотой с образованием сульфата меди(II) и воды:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Особенности превращений для различных элементов

Превращения соединений щелочных и щелочноземельных металлов

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием щелочей
Гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (щёлочи) не разлагаются при нагревании (кроме LiOH)
Карбонаты щелочных металлов не разлагаются при нагревании, карбонаты щелочноземельных металлов разлагаются

Превращения соединений переходных металлов

Оксиды переходных металлов не взаимодействуют с водой
Гидроксиды переходных металлов разлагаются при нагревании на оксид и воду
Соли переходных металлов могут подвергаться гидролизу

Превращения соединений амфотерных элементов

Амфотерные оксиды и гидроксиды взаимодействуют как с кислотами, так и с щелочами
При взаимодействии с щелочами в растворе образуются комплексные соединения, при сплавлении – соли

Превращения соединений неметаллов

Кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием кислот (кроме SiO₂)
Кислоты могут быть получены различными способами (взаимодействие кислотного оксида с водой, действие сильной кислоты на соль более слабой кислоты)

Таблица основных превращений между классами неорганических веществ

Исходное вещество	Конечное вещество	Способ превращения	Пример
Металл	Оксид	Окисление кислородом	2Mg + O₂ = 2MgO
Металл	Соль	Взаимодействие с кислотой	Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
Неметалл	Оксид	Окисление кислородом	C + O₂ = CO₂
Оксид (основный)	Основание	Взаимодействие с водой	CaO + H₂O = Ca(OH)₂
Оксид (кислотный)	Кислота	Взаимодействие с водой	SO₃ + H₂O = H₂SO₄
Оксид (основный)	Соль	Взаимодействие с кислотой или кислотным оксидом	CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
Оксид (кислотный)	Соль	Взаимодействие с основанием или основным оксидом	CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
Основание	Оксид	Разложение при нагревании	Cu(OH)₂ = CuO + H₂O
Основание	Соль	Взаимодействие с кислотой или кислотным оксидом	2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O
Кислота	Соль	Взаимодействие с металлом, основанием или основным оксидом	2HCl + Mg = MgCl₂ + H₂↑
Соль	Основание	Взаимодействие с щёлочью	FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl
Соль	Кислота	Взаимодействие с сильной кислотой	Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑
Соль	Соль	Взаимодействие с другой солью	AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃

Задание 11 ЕГЭ: ПРАКТИКА

Закрепите теорию на практике! Попробуйте решить несколько вариантов задания 11.

Начать практику (Задание 11)