ЕГЭ. Оксиды и гидроксиды неметаллов

Все солеобразующие оксиды неметаллов являются кислотными, и в качестве гидроксидов им соответствуют кислоты. К несолеобразующим оксидам относятся: N2O, NO, CO, SiO.

1. Оксиды и кислородсодержащие кислоты галогенов

В школьном курсе рассматриваются следующие степени окисления галогенов: +1, +3, +4, +5 и +7.

 

1) Оксиды хлора

Cl2O - оксид хлора (I) (желто-бурый газ), ему соответствует хлорноватистая кислота HClO (соли гипохлориты).

Cl2O3 - оксид в свободном виде не выделен.

Cl2O5 - оксид в свободном виде не выделен.

Cl2O7 - оксид хлора (VII) (бесцветная жидкость), ему соответствует хлорная кислота HClO4 (соли перхлораты).

ClO2 - оксид хлора (IV) (зеленовато-желтый газ), соответствующей кислоты нет.

 

2) Кислородсодержащие кислоты хлора, брома и йода

Ст. Окисл.	Cl	Br	I
+7	HClO4 - хлорная кислота Сильная кислота, устойчива, выделена в свободном виде.  Бесцветная летучая жидкость.	HBrO4 - бромная кислота	HIO4  - метайодная к-та H5IO6 - ортоиодная к-та
+5	HClO3 - хлорноватая кислота Сильная кислота, существует только в растворе	HBrO3 - бромноватая кислота	HIO3 - йодноватая кислота
+3	HClO2 - хлористая кислота Слабая кислота, существует только в растворе	Кислота неустойчива	Кислота неустойчива
+1	HClO - хлорноватистая кислота Слабая кислота, существует только в растворе	HBrO - бромноватистая кислота	HIO - иодноватистая кислота

 

Изображения некоторых рассматриваемых соединений:

ClO2	HClO	HClO4

 

Названия солей кислородсодержащих солей хлора:

KClO4 - перхлорат калия

KClO3 - хлорат калия

KClO2 - хлорит калия

KClO - гипохлорит калия.

 

2. Оксиды и кислородсодержащие кислоты серы

В школьном курсе рассматриваются два оксида серы со степенями окисления серы +4 и +6:

SO2 - оксид серы (IV). Бесцветный газ с резким запахом. Ему соответствует слабая сернистая кислота H2SO3.

H2SO3 - сернистая кислота существует только в растворе, в свободном состоянии не выделена. Образуется при растворении диоксида серы в воде.

 

SO3 - оксид серы (VI). Легколетучая бесцветная жидкость с удушливым запахом. Ему соответствует сильная серная кислота H2SO4.

H2SO4 - бесцветная жидкость.

 

SO3	H2SO4

 

3. Оксиды и кислородсодержащие кислоты азота

Рассмотрим возможные степени окисления азота в соединениях: +1, +2, +3, +4, +5. Напомним, что максимальная валентность азота в соединениях равна IV.

Ст. окисл.	Оксид	Кислота
+1	N2O - несолеобразующий оксид. Бесцветный газ	-
+2	NO - несолеобразующий оксид. Бесцветный газ	-
+3	N2O3 - кислотный оксид (жидкость синего цвета при комнатной температуре)	HNO2 - слабая азотистая кислота
+4	NO2 - кислотный оксид (бурый газ)	-
+5	N2O5 - кислотный оксид (бесцветные, очень летучие кристаллы)	HNO3 - сильная азотная кислота

 

HNO2 - слабая неустойчивая кислота, существующая только в разбавленных водных растворах, окрашенных в слабый голубой цвет.

HNO3 - бесцветная жидкость с резким удушливым запахом. Концентрированная азотная кислота имеет бурую окраску вследствие происходящего на свету выделения бурого газа NO2.

 

N2O3	NO2	HNO2	HNO3

 

4. Оксиды и кислородсодержащие кислоты фосфора

Кислородсодержащие соединения фосфора содержат фосфор в степенях окисления +1, +3 или +5. 

 

1) P2O3 - кислотный оксид, белые хлопья или кристаллы с неприятным запахом. Этому оксиду соответствует фосфористая кислота H3PO3.

H3PO3 - твёрдые бесцветные гигроскопичные кристаллы. 

 

2) P2O5 - кислотный оксид, белый кристаллический порошок. Этому оксиду соответствует (орто)фосфорная кислота H3PO4.

H3PO4 -  твёрдые бесцветные гигроскопичные кристаллы.

 

P2O3	H3PO3	P2O5	H3PO4

 

По словам составителей экзамена основность и строение кислот H3PO3 и H3PO2 на ЕГЭ проверяться не будет. Но они могут встретиться тестовой части, например, в задании 5, т.е. необходимо знать класс этих соединений (кислоты).

 

Такие кислоты, как фосфористая H3PO3 и фосфорноватистая H3PO2 образуют только соли, содержащие один и два атома водорода. Это происходит из-за того, что в этих кислотах есть атомы водорода, соединённые непосредственно с атомом фосфора, а они на металл не заменяются. 

 

Например:

P4 + 3KOH + 3H2O →  PH3 + 3KH2PO2 (гипофосфит калия)

 

В таблице ниже представлены формулы и строение различных кислот фосфора.

Степень окисления P	Формула кислоты	Название кислоты	Название солей	Строение кислоты
P+5 (V)	HPO3	Метафосфорная	Метафосфаты, PO3–
	H4P2O7	Пирофосфорная	Пирофосфаты, P2O74–
	H3PO4	Ортофосфорная	(Орто)фосфаты, PO43–
P+3 (V)	H3PO3	Фосфористая (фосфоновая)	Фосфиты, HPO32– (фосфонаты)
P+1 (V)	H3PO2	Фосфорноватистая (фосфиновая)	Гипофосфиты, H2PO2– (фосфинаты)

 

5. Оксиды и кислородсодержащие кислоты углерода

1) CO - несолеобразующий оксид.

2) CO2 - кислотный оксид (бесцветный газ), которому соответствует слабая угольная кислота H2CO3.

 

H2CO3 образуется в малых количествах при растворении углекислого газа в воде. Существует только в растворах в равновесии с диоксидом углерода. При нормальных условиях равновесие сильно сдвинуто в сторону образования углекислого газа.

 

6. Оксиды и кислородсодержащие кислоты кремния

1) SiO - несолеобразующий оксид.

2) SiO2 - кислотный оксид (бесцветные кристаллы), которому соответствует слабая кремниевая кислота H2SiO3.

H2SiO3  в воде образует коллоидные растворы.

 

SiO2	H2SiO3