Задание 9 ЕГЭ по химии 2025: Химические свойства кислот

Задание 9 ЕГЭ по химии проверяет знание химических свойств кислот. В этом задании требуется продемонстрировать понимание химических реакций, в которые вступают кислоты, и умение составлять уравнения соответствующих реакций.

Теория для подготовки к заданию

Классификация кислот

Кислоты – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода, способных замещаться атомами металла, и кислотного остатка. Общая формула: H_nA.

Кислоты классифицируют по разным признакам:

По наличию кислорода:
- Кислородсодержащие: H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, H₂CO₃
- Бескислородные: HCl, H₂S, HBr, HI
По основности (числу атомов водорода, способных замещаться на металл):
- Одноосновные: HCl, HNO₃, CH₃COOH
- Двухосновные: H₂SO₄, H₂CO₃, H₂S
- Трёхосновные: H₃PO₄, H₃AsO₄
По силе (степени диссоциации в водных растворах):
- Сильные: HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄
- Слабые: H₂CO₃, H₂S, H₃PO₄, CH₃COOH, HF
По летучести:
- Летучие: HCl, HBr, HI, H₂S, HNO₃
- Нелетучие: H₂SO₄, H₃PO₄

Химические свойства кислот

Диссоциация кислот в водных растворах

Кислоты в водных растворах диссоциируют с образованием ионов водорода (точнее, гидроксония H₃O⁺) и кислотного остатка:

HCl + H₂O ⇄ H₃O⁺ + Cl⁻
H₂SO₄ + 2H₂O ⇄ 2H₃O⁺ + SO₄²⁻

Сильные кислоты диссоциируют практически полностью, слабые – частично.

Взаимодействие с металлами

Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с образованием соли и выделением водорода:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
Fe + H₂SO₄(разб.) = FeSO₄ + H₂↑
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

Важно!

Концентрированные серная и азотная кислоты при взаимодействии с металлами восстанавливаются до различных продуктов в зависимости от активности металла и концентрации кислоты. Водород при этом не выделяется!

Концентрированная серная кислота:
- Cu + 2H₂SO₄(конц.) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
- 4Zn + 5H₂SO₄(конц.) = 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O
Азотная кислота (в зависимости от концентрации и активности металла):
- 3Cu + 8HNO₃(разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
- Cu + 4HNO₃(конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
- 4Zn + 10HNO₃(очень разб.) = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Взаимодействие с основными оксидами

Кислоты взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли и воды:

2HCl + CaO = CaCl₂ + H₂O
H₂SO₄ + Na₂O = Na₂SO₄ + H₂O
2HNO₃ + FeO = Fe(NO₃)₂ + H₂O

Взаимодействие с амфотерными оксидами

Кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами с образованием соли и воды:

2HCl + ZnO = ZnCl₂ + H₂O
3H₂SO₄ + Al₂O₃ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O
6HNO₃ + Cr₂O₃ = 2Cr(NO₃)₃ + 3H₂O

Взаимодействие с основаниями

Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

HCl + NaOH = NaCl + H₂O
H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O
3HNO₃ + Fe(OH)₃ = Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

Взаимодействие с амфотерными гидроксидами

Кислоты взаимодействуют с амфотерными гидроксидами с образованием соли и воды:

3HCl + Al(OH)₃ = AlCl₃ + 3H₂O
H₂SO₄ + Zn(OH)₂ = ZnSO₄ + 2H₂O
6HNO₃ + 2Cr(OH)₃ = 2Cr(NO₃)₃ + 6H₂O

Взаимодействие с солями

Кислоты взаимодействуют с солями, если в результате реакции образуется осадок, выделяется газ или образуется более слабая кислота:

2HCl + Na₂CO₃ = 2NaCl + H₂O + CO₂↑
H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2HCl
2HNO₃ + K₂S = 2KNO₃ + H₂S↑

Разложение некоторых кислот при нагревании

Некоторые кислоты разлагаются при нагревании:

H₂CO₃ = H₂O + CO₂↑
2HNO₃ = H₂O + 2NO₂↑ + 1/2O₂↑
H₂SO₃ = H₂O + SO₂↑

Особенности взаимодействия концентрированных серной и азотной кислот с металлами

Концентрированные серная и азотная кислоты являются сильными окислителями и при взаимодействии с металлами восстанавливаются, а не выделяют водород.

Концентрированная серная кислота

При взаимодействии с металлами концентрированная серная кислота может восстанавливаться до SO₂, S, H₂S в зависимости от активности металла:

Малоактивные металлы (Cu, Hg, Ag):
Cu + 2H₂SO₄(конц.) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
Металлы средней активности (Fe, Zn, Ni):
3Zn + 4H₂SO₄(конц.) = 3ZnSO₄ + S↓ + 4H₂O
Активные металлы (Mg, Al, Mn):
4Zn + 5H₂SO₄(конц.) = 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

Азотная кислота

При взаимодействии с металлами азотная кислота может восстанавливаться до NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃ в зависимости от активности металла и концентрации кислоты:

Концентрированная HNO₃ с малоактивными металлами (Cu, Ag, Hg):
Cu + 4HNO₃(конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
Разбавленная HNO₃ с малоактивными металлами:
3Cu + 8HNO₃(разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Разбавленная HNO₃ с активными металлами (Zn, Fe, Mn):
4Zn + 10HNO₃(разб.) = 4Zn(NO₃)₂ + N₂O↑ + 5H₂O
Очень разбавленная HNO₃ с очень активными металлами (Mg, Ca):
4Zn + 10HNO₃(очень разб.) = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Важно!

Азотная кислота не взаимодействует с Au, Pt, Ir, Rh, Ta (царская водка – смесь концентрированных HNO₃ и HCl в соотношении 1:3 – растворяет золото и платину).

Алгоритм определения продуктов реакций кислот

Определить тип кислоты (кислородсодержащая или бескислородная, сильная или слабая)
Определить тип вещества, с которым взаимодействует кислота (металл, оксид, основание, соль)
Для металлов учитывать их положение в ряду активности и концентрацию кислоты
Для солей учитывать возможность образования осадка, газа или более слабой кислоты
Составить уравнение реакции и расставить коэффициенты

Типичные ошибки при определении свойств кислот

Неправильное определение продуктов взаимодействия концентрированных серной и азотной кислот с металлами
Ошибки в определении возможности взаимодействия кислот с солями
Неучет силы кислот при определении возможности протекания реакций
Ошибки в составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций

Примеры задач

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Cu → CuO → CuSO₄ → Cu(OH)₂ → CuO

Ответ:

1) 2Cu + O₂ = 2CuO

2) CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3) CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

4) Cu(OH)₂ = CuO + 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 → CuSO₄:

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

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3) Превращение CuSO₄ → Cu(OH)₂:

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

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

4) Превращение Cu(OH)₂ → CuO:

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

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

Определите, с какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать разбавленная серная кислота: Fe, CuO, NaOH, BaCl₂, Na₂CO₃. Напишите уравнения возможных реакций.

Ответ:

1) Fe + H₂SO₄(разб.) = FeSO₄ + H₂↑

2) CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3) 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

4) BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl

5) Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

Разбавленная серная кислота H₂SO₄ является сильной кислотой и может взаимодействовать с металлами, основными и амфотерными оксидами, основаниями, амфотерными гидроксидами и некоторыми солями.

1) Взаимодействие с железом (металлом, стоящим в ряду активности до водорода):

Fe + H₂SO₄(разб.) = FeSO₄ + H₂↑

2) Взаимодействие с оксидом меди(II) (основным оксидом):

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3) Взаимодействие с гидроксидом натрия (щёлочью):

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

4) Взаимодействие с хлоридом бария (солью):

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl

Реакция возможна, так как образуется нерастворимый сульфат бария.

5) Взаимодействие с карбонатом натрия (солью):

Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

Реакция возможна, так как образуется более слабая и нестойкая угольная кислота, которая разлагается на воду и углекислый газ.

Основные химические свойства кислот

Реагент	Продукты реакции	Примеры
Металлы (до H в ряду активности)	Соль + H₂	Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
Металлы (с конц. H₂SO₄)	Соль + SO₂/S/H₂S + H₂O	Cu + 2H₂SO₄(конц.) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
Металлы (с HNO₃)	Соль + NO₂/NO/N₂O/N₂/NH₄NO₃ + H₂O	3Cu + 8HNO₃(разб.) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Основные оксиды	Соль + H₂O	CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
Амфотерные оксиды	Соль + H₂O	ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O
Основания	Соль + H₂O	NaOH + HCl = NaCl + H₂O
Амфотерные гидроксиды	Соль + H₂O	Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O
Соли	Новая соль + новая кислота/H₂O + газ	Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

Задание 9 ЕГЭ: ПРАКТИКА

Закрепите теорию на практике! Попробуйте решить несколько вариантов задания 9.

Начать практику (Задание 9)