Этот урок проведём на дедушкиной даче: изжогу дедушки гасит таблетка антацида, в саду гасят известь и белят деревья, а вечером мы проверяем крепость уксуса титрованием. Изучим оксиды, основания, кислоты и амфотерные соединения, увидим нейтрализацию в анимациях и решим задания ГЭЦ.
≈ 50 минутГлав: 5Заданий ГЭЦ: 6материал 8–11 классовВ воскресенье семья на дедушкиной даче. После обеда — жирного плова и солений — дедушка потирает грудь: «Изжога». Бабушка достаёт из аптечки таблетку антацида. Ученик читает на упаковке: «в 1 таблетке 0,58 г гидроксида магния (Mg(OH)₂)».
В желудочном соке есть соляная кислота (HCl); её избыток и вызывает изжогу. Как таблетка «гасит» кислоту и сколько граммов HCl может обезвредить одна таблетка?
Таблетка падает в стакан; в круге гидроксид-ионы с ионами H⁺ желудка превращаются в молекулы воды.Сначала предположиКак ты думаешь, сколько граммов HCl нейтрализует одна таблетка (0,58 г Mg(OH)₂)? Ответ рассчитаем во 2-й главе.
То, что происходит в желудке, — нейтрализация: основание реагирует с кислотой, образуются соль и вода. В этом уроке мы изучим три больших класса неорганических веществ — оксиды, основания и кислоты, познакомимся с амфотерными соединениями, ведущими себя и как кислоты, и как основания, а в конце разберём нейтрализацию и способ определения количества кислоты — титрование.
Глава 1После обеда дедушка выходит в сад: пришла весна, пора белить стволы деревьев. Он насыпает в железное ведро негашёную известь (CaO) из мешка и доливает воду. Ведро шипит, поднимается пар, оно так нагревается, что его нельзя тронуть.
Получившуюся белую массу — гашёную известь — он наносит кистью на стволы. В мешке было 5,6 кг CaO. Какая реакция идёт в ведре, сколько килограммов Ca(OH)₂ получается и с чем реагирует на воздухе белый слой на стволе?
В ведре гасят известь, поднимается пар; дедушка белит стволы деревьев.ОксидыОксиды — сложные вещества из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления −2: CaO, CO₂, Al₂O₃. Солеобразующие оксиды делят на три группы: основные (им соответствуют основания: Na₂O → NaOH, CaO, CuO), кислотные (им соответствуют кислоты: SO₃ → H₂SO₄, CO₂, P₂O₅, Mn₂O₇) и амфотерные (ZnO, Al₂O₃, BeO, Cr₂O₃). CO, NO, N₂O — несолеобразующие оксиды.
Характер оксида зависит от металличности элемента и его степени окисления. По периоду слева направо металличность ослабевает, и оксиды переходят от основных к кислотным. У одного металла с ростом степени окисления оксид приобретает кислотные свойства: CrO (+2) — основный, Cr₂O₃ (+3) — амфотерный, CrO₃ (+6) — кислотный; Mn₂O₇ (+7), хотя это оксид металла, — кислотный оксид.
Анимация · оксиды 3-го периода в водеNa₂O и MgO соответствуют основания (лакмус синий), Al₂O₃ амфотерен, от SiO₂ до Cl₂O₇ — кислотные оксиды. Al₂O₃ и SiO₂ с водой не реагируют — окраска лакмуса не меняется; P₂O₅, SO₃ и Cl₂O₇ с водой дают кислоты (лакмус красный).| Реакция | Основный оксид | Кислотный оксид |
|---|---|---|
| с водой | только оксиды щелочных и щёлочноземельных металлов: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ | кроме SiO₂: SO₃ + H₂O → H₂SO₄ |
| с кислотой / основанием | CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O | CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O |
| друг с другом | CaO + CO₂ → CaCO₃ | CaO + SiO₂ t→ CaSiO₃ |
Вопрос про сад. В ведре основный оксид соединяется с водой: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Q — реакция экзотермическая, поэтому ведро нагревается. n(CaO) = 5,6 кг / 56 = 0,1 кмоль → m(Ca(OH)₂) = 0,1 · 74 = 7,4 кг. Известь на стволе медленно реагирует с кислотным оксидом воздуха: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O — образуется твёрдый слой, защищающий ствол от солнца и вредителей.
Пример 1Через раствор, содержащий 8 г NaOH, пропустили 2,24 л (н. у.) CO₂. Какая соль и сколько граммов её образуется?
Если бы был избыток CO₂ (отношение 1 : 1), образовалась бы кислая соль NaHCO₃.
В результате какой реакции оба полученных вещества реагируют с раствором гидроксида натрия?
A) NH₃ + O₂ t→B) CaCO₃ t→C) Mg(OH)₂ t→D) H₂S + O₂ t→E) FeS₂ + O₂ t→Основный оксид «на одной стороне» со щёлочью — у обоих основные свойства.
… FeS₂ + O₂ t→ Fe₂O₃+SO₂ B) CaCO₃ t→ CaO +CO₂ … NH₃ + O₂ t→ N₂ +H₂O D) H₂S + O₂ t→ SO₂ +H₂O … Mg(OH)₂ t→ MgO +H₂O Как видно из приведённых схем реакций, в реакции FeS₂ + O₂ t→ Fe₂O₃+SO₂ полученный Fe₂O₃ амфотерный, а SO₂ — кислотный оксид. Оба этих вещества реагируют с раствором NaOH.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 13.07.2025, I группа специальностей (PDF)Проверь себя
Сколько граммов SO₃ полностью реагирует с 8 г NaOH с образованием Na₂SO₄?
SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O: n(SO₃) = n(NaOH)/2 = 0,1 моль; M(SO₃) = 80.
Глава 2Основания — сложные вещества из атомов металла (или NH₄⁺) и одной или нескольких гидроксогрупп (OH). Растворимые в воде основания называют щелочами: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂. Остальные (Cu(OH)₂, Fe(OH)₂, Mg(OH)₂ …) в воде не растворяются. Щёлочи диссоциируют с образованием ионов OH⁻: NaOH → Na⁺ + OH⁻.
Свойства основанийПолучение. Щёлочи получают реакцией с водой активных металлов (2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑), их оксидов (BaO + H₂O → Ba(OH)₂) и гидридов (KH + H₂O → KOH + H₂↑), в промышленности — электролизом раствора NaCl. Нерастворимые основания получают действием щёлочи на растворы солей.
ИсторияВопрос про дедушку. Mg(OH)₂ в воде не растворяется, но реагирует с кислотой желудка: Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O. n(Mg(OH)₂) = 0,58 / 58 = 0,01 моль; в каждой формульной единице две группы OH⁻, поэтому n(HCl) = 2 · 0,01 = 0,02 моль, m(HCl) = 0,02 · 36,5 = 0,73 г. Поскольку таблетка нерастворима, она не обжигает рот и пищевод, а лишь «гасит» избыток кислоты.
Пример 23,9 г калия прореагировало с водой. Сколько граммов KOH и сколько литров (н. у.) водорода получится?
Вычислите n. Aᵣ(Ca)=40; Aᵣ(K)=39; Aᵣ(H)=1; Aᵣ(O)=16
| Состав смеси | Число моль | Масса смеси, г | Масса смеси щелочей, полученных при полной реакции с водой, г |
|---|---|---|---|
| KH | n | m | m + 4,8 |
| CaH₂ | n |
В гидриде водород −1, встречаясь с H⁺¹ воды, он даёт H₂⁰.
n моль x г KH + H₂O → KOH + H₂ 1 моль 56 г n моль ----- x г 1 моль ----- 56 г x = 56n г [образуется KOH] n моль y г CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + 2H₂ 1 моль 74 г n моль ----- y г 1 моль ----- 74 г y = 74n [образуется Ca(OH)₂] {40n + 42n = m; 56n + 74n = m + 4,8} {82n = m; 130n = m + 4,8} 130n = 82n + 4,8 48n = 4,8 n = 0,1Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, IV группа специальностей (PDF)Проверь себя
Нагрели 9,8 г Cu(OH)₂. Сколько граммов CuO получится?
Cu(OH)₂ → CuO + H₂O; M(Cu(OH)₂) = 98, M(CuO) = 80.
Глава 3Кислоты — сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода, способных замещаться атомами металла, и кислотного остатка. В воде они диссоциируют с образованием ионов H⁺: HCl → H⁺ + Cl⁻. По составу бывают бескислородными (HCl, HBr, H₂S) и кислородсодержащими (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄), по числу атомов водорода — одноосновными (HCl, HNO₃), двухосновными (H₂SO₄, H₂S) и трёхосновными (H₃PO₄).
Свойства кислотПолучение. Кислородсодержащие кислоты получают реакцией кислотного оксида с водой (SO₃ + H₂O → H₂SO₄), бескислородные — соединением водорода с неметаллом и растворением полученного газа в воде (H₂ + Cl₂ → 2HCl), а также действием сильной кислоты на соли: NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) → NaHSO₄ + HCl↑.
Пример 313 г цинка полностью растворили в разбавленной серной кислоте. Сколько литров (н. у.) водорода выделилось и сколько граммов соли получено?
M(ZnSO₄) = 65 + 32 + 64 = 161 г/моль.
10,6 г Na₂CO₃ прореагировало с избытком соляной кислоты. Сколько литров (н. у.) CO₂ выделилось?
n(Na₂CO₃) = 10,6/106 = 0,1 моль = n(CO₂).
Глава 4Амфотерные соединения в зависимости от условий проявляют и основные, и кислотные свойства: реагируют и с кислотами, и со щелочами. Это оксиды и гидроксиды Zn, Al, Be, Cr(III), Fe(III) (слабо), Pb, Sn: ZnO, Zn(OH)₂, Al₂O₃, Al(OH)₃, BeO, Be(OH)₂, Cr₂O₃.
Анимация · двуликий Al(OH)₃С кислотой Al(OH)₃ реагирует как основание, давая соль и воду; со щёлочью — как кислота, образуя комплексную соль тетрагидроксоалюминат натрия.| с кислотой (как основание) | с раствором щёлочи (как кислота) | при сплавлении со щёлочью |
|---|---|---|
| Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O | Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] | ZnO + 2NaOH t→ Na₂ZnO₂ + H₂O |
| Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O | Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄] | Al₂O₃ + 2NaOH t→ 2NaAlO₂ + H₂O |
Получая амфотерный гидроксид из соли, щёлочь нужно добавлять по каплям: сначала образуется осадок, а при избытке щёлочи он растворяется. В школьном курсе и в ГЭЦ принята и упрощённая запись (ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O).
Пример 4К раствору, содержащему 0,1 моль AlCl₃, добавляют раствор NaOH. Сколько моль NaOH нужно, чтобы полностью перевести алюминий в осадок, и сколько всего — чтобы затем полностью его растворить?
Здесь Al(OH)₃ как кислота присоединяет один ион OH⁻.
В результате какой реакции одно из полученных веществ реагирует с раствором гидроксида натрия?
A) Fe(OH)₂ t→B) Ca + H₂O →C) Zn(OH)₂ t→D) KH + H₂O →E) Mg(OH)₂ t→Щёлочь реагирует только с веществами кислотного и амфотерного характера.
С раствором гидроксида натрия реагируют амфотерные и кислотные вещества, а вещества основного характеране реагируют: Zn(OH)₂ t→ H₂O + ZnO [амфотерный оксид] ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂OИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, I группа специальностей (PDF)Проверь себя
0,1 моль Zn(OH)₂ полностью растворяется в растворе NaOH с образованием Na₂[Zn(OH)₄]. Сколько моль NaOH расходуется?
Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄].
Глава 5Вечером бабушка солит огурцы на зиму. На бутылке уксуса написано «9 %», но бутылка старая — не ослаб ли уксус? Ученик достаёт из набора для опытов фенолфталеин и раствор NaOH 1 моль/л. Он наливает в стакан 10 г уксуса, добавляет каплю индикатора и начинает по каплям добавлять из шприца раствор NaOH.
После 15 мл раствор вдруг становится малиновым, и окраска не исчезает. Кислота в уксусе полностью нейтрализована. Какова массовая доля уксусной кислоты — правду ли говорит этикетка?
NaOH добавляют по каплям; на 15 мл фенолфталеин становится малиновым.НейтрализацияНейтрализация — реакция между кислотой и основанием с образованием соли и воды. Сокращённое ионное уравнение нейтрализации сильной кислоты щёлочью всегда одно и то же: H⁺ + OH⁻ → H₂O. Нейтрализация экзотермична.
| Индикатор | кислая (pH < 7) | нейтральная (pH = 7) | щелочная (pH > 7) |
|---|---|---|---|
| лакмус | красный | фиолетовый | синий |
| метилоранж | розово-красный | оранжевый | жёлтый |
| фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | малиновый |
Титрование — способ определения концентрации раствора: раствор щёлочи известной концентрации по каплям добавляют из бюретки к раствору кислоты и отмечают объём щёлочи в момент изменения окраски индикатора (точка эквивалентности). В этот момент число ионов H⁺ кислоты равно числу добавленных ионов OH⁻.
Анимация · кривая титрованияК 20 мл 0,1 моль/л HCl добавляют 0,1 моль/л NaOH. До 20 мл в избытке H⁺, и pH растёт медленно; на 20 мл pH резко скачет через 7 — фенолфталеин становится малиновым.ИсторияВопрос про уксус. CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O — 1 : 1. n(NaOH) = 1 моль/л · 0,015 л = 0,015 моль = n(CH₃COOH); m = 0,015 · 60 = 0,9 г; ω = 0,9 / 10 · 100 % = 9 %. Этикетка не врёт. Фенолфталеин выбран не случайно: соль слабой кислоты и щёлочи (CH₃COONa) гидролизуется, в точке эквивалентности среда слабощелочная — окраска меняется именно в этот момент.
Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 12.07.2026Определите реакции нейтрализации.
Рисунок меняется вместе с шагами.A) 3, 4B) 2, 3, 5C) 1, 3D) 2, 4E) 1, 4, 5Zn(NO₃)₂ и MgCl₂ — не кислоты, а соли.
Реакции нейтрализации — это реакции между кислотами и основаниями, идущие с образованием соли и воды.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, I группа специальностей (PDF)Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 12.07.2026
Для полной нейтрализации a г кислоты H₂X расходуется 400 г 20%-ного раствора NaOH. Вычислите молярную массу кислоты (г/моль). Mᵣ(NaOH)=40
A) 2aB) 3aC) 4aD) aE) a/2Каждая молекула кислоты даёт два H⁺, каждый нейтрализуется одним OH⁻.
(400 · 20) : 100 = 80 г NaOH H₂X + 2NaOH → Na₂X + 2H₂O M = aИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, IV группа специальностей (PDF)
В лаборатории выбери кислоту и индикатор и добавляй из бюретки NaOH 0,1 моль/л. В колбе 20 мл кислоты 0,1 моль/л. Найди точку эквивалентности и сравни, как меняют окраску индикаторы.
Лаборатория · титрованиедобавлено NaOH, мл10Пример 5На титрование 20 мл раствора серной кислоты израсходовано 16 мл NaOH 0,5 моль/л. Найдите молярную концентрацию кислоты.
Один моль двухосновной кислоты требует два моля щёлочи.
Сколько мл NaOH 0,1 моль/л нужно для нейтрализации 25 мл HCl 0,2 моль/л?
n(HCl) = 0,005 моль = n(NaOH); V = 0,005/0,1 л.
ПрактикумЭти задания взяты из экзаменов ГЭЦ. Сначала реши сам, затем открой «Ответ и пояснение ГЭЦ».
ГЭЦ · 01.06.2025Установите соответствие.1. KClO₃ + P →2. KOH + Cl₂ →3. CaCO₃ t→a. в реакции выделяется газообразное (н. у.) веществоb. уравнение реакции горения спичкиc. окислительно-восстановительная реакция типа «диспропорционирования»d. в реакции образуется кислотный оксид
В вариантах столбцы: 1 | 2 | 3.
A) a, c | b, d | b, dB) d | b, c | aC) b, d | c | a, dD) b | a, d | cE) b | a, c | dОтвет и пояснение ГЭЦОтвет: 1 – b, d; 2 – c; 3 – a, d (вариант C). Внимание: в 3-й реакции (CaCO₃ → CaO + CO₂) CO₂ — и газ (a), и кислотный оксид (d); в конце пояснения ГЭЦ буквы указаны неверно («e» и «d») — в цитате эта часть опущена.
5KClO₃ + 6P → 5KCl + 3P₂O₅уравнение реакции горения спички (b),образуется кислотный оксид (d) 6KOH + 3Cl₂ → 5KCl + KClO₃ + 3H₂Oокислительно-восстановительная реакция типа «диспропорционирования»(c) CaCO₃ t→ CaO + CO₂ …Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, IV группа специальностей (PDF)Итоги
Щёлочи — только растворимые основания (NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂); Cu(OH)₂, Fe(OH)₃ — не щёлочи.
«Все оксиды реагируют с водой».SiO₂, Al₂O₃, CuO, Fe₂O₃ с водой не реагируют; их гидроксиды получают косвенно.
«После нейтрализации среда всегда нейтральна».Только для сильной кислоты и щёлочи. Для CH₃COOH + NaOH в точке эквивалентности среда слабощелочная (гидролиз соли).
«Mn₂O₇ — оксид металла, значит, основный».Оксид марганца в степени +7 — кислотный: Mn₂O₇ + H₂O → 2HMnO₄.
ИтогиЗадания расположены от простых к сложным. Сначала реши сам, потом выбери вариант; пояснение откроется после ответа.
1 · Уровень 1Какой оксид кислотный?
SO₃ соответствует кислота H₂SO₄; CO несолеобразующий.
2 · Уровень 1В какой цвет окрашивается фенолфталеин в растворе щёлочи?
Фенолфталеин бесцветен в кислой и нейтральной среде, малиновый — в щелочной.
3 · Уровень 2Какой гидроксид реагирует и с HCl, и с NaOH?
Al(OH)₃ амфотерен.
4 · Уровень 2Какая реакция — нейтрализация?
Основание + кислота → соль + вода: KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O.
5 · Уровень ГЭЦСколько граммов H₂SO₄ нужно для полной нейтрализации 20 г NaOH?
0,5 моль NaOH → 0,25 моль H₂SO₄ · 98 = 24,5 г.
6 · Уровень ГЭЦСколько моль NaOH нужно, чтобы полностью растворить 0,2 моль Al(OH)₃ в растворе NaOH (образуется Na[Al(OH)₄])?
Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄] — 1 : 1.
Экзаменационные задания и официальные пояснения — ГЭЦ (PDF на азербайджанском языке, в уроке — в переводе):
История, сцены, примеры, задания «Проверь себя» и «Самостоятельная работа» — наши, не из материалов ГЭЦ. Задания и пояснения ГЭЦ даны в переводе с азербайджанского; знак «…» обозначает пропущенную часть.