Если вы готовы заниматься и настроены на получение высоких баллов на ЕГЭ по Химии
Уникальная разработанная система вебинаров с домашними заданиями и системой онлайн тестирования.
ЗАПИСАТЬСЯ НА КУРС 
Кислые соли: все реакции для ЕГЭ по химии с примерами и разбором ошибок.
Кислые соли ЕГЭ по химии — одна из тем, в которой ученики допускают больше всего ошибок. В этой публикации разобраны все реакции кислых солей: взаимодействие со щелочами, кислотами, солями, гидроксидом бария, а также правила проверки продуктов на адекватность. Особое внимание уделено реакциям дигидрофосфата и гидрофосфата натрия с Ba(OH)2 — для них найдены все возможные варианты продуктов. Материал будет полезен при подготовке к заданиям 6, 7, 8, 30 и 31 ЕГЭ по химии.
1. Что такое кислая соль
Кислая соль — продукт неполного замещения атомов водорода в многоосновной кислоте на катион металла (или NH4+). Кислые соли образуют только многоосновные кислоты — те, которые содержат два или более подвижных атомов водорода. Одноосновные кислоты (HCl, HNO3, CH3COOH) кислых солей не образуют, поскольку при замещении единственного водорода сразу получается средняя соль.
Двухосновные кислоты дают по одному типу кислых солей:
H2CO3 → NaHCO3 (гидрокарбонат натрия)
H2SO4 → NaHSO4 (гидросульфат натрия)
H2SO3 → NaHSO3 (гидросульфит натрия)
H2S → NaHS (гидросульфид натрия)
Трёхосновная фосфорная кислота образует два типа кислых солей, поскольку можно заместить один или два атома водорода из трёх:
H3PO4 → NaH2PO4 (дигидрофосфат натрия — заменён один водород)
H3PO4 → Na2HPO4 (гидрофосфат натрия — заменены два водорода)
Диссоциация кислых солей
Все растворимые кислые соли — сильные электролиты. В ионных уравнениях они диссоциируют на катион металла и анион кислой соли целиком:
NaHCO3 → Na+ + HCO3–
NaHSO3 → Na+ + HSO3–
NaHS → Na+ + HS–
NaH2PO4 → Na+ + H2PO4–
Na2HPO4 → 2Na+ + HPO42–
Сами анионы (HCO3–, HSO3–, HS–, H2PO4–, HPO42–) дальше не расписываются — они слабые электролиты.
Исключение — гидросульфат натрия NaHSO4. Серная кислота — сильная, поэтому на ЕГЭ допустимы оба варианта записи: NaHSO4 → Na+ + HSO4– или NaHSO4 → Na+ + H+ + SO42–.
2. Кислые соли + щёлочь
Одна из ключевых тем при подготовке к кислые соли ЕГЭ — их взаимодействие со щелочами. OH– нейтрализует подвижный водород кислой соли: один OH– — один H+. Результат реакции зависит от того, совпадают ли катионы щёлочи и соли, и от соотношения реагентов.
Случай 1. Катион щёлочи совпадает с катионом соли
Самый простой случай. Образуется одна средняя соль и вода:
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
NaHSO3 + NaOH = Na2SO3 + H2O
NaHS + NaOH = Na2S + H2O
Для дигидрофосфатов результат зависит от количества щёлочи:
NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O (снят один водород)
NaH2PO4 + 2NaOH = Na3PO4 + 2H2O (сняты оба водорода, избыток щёлочи)
Na2HPO4 + NaOH = Na3PO4 + H2O
Случай 2. Катион щёлочи другой, оба продукта растворимы
В растворе оказываются два разных катиона и один общий анион. Молекулярное уравнение записывается с двумя средними солями:
2NaHCO3 + 2KOH = Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O
2NaHSO3 + 2KOH = Na2SO3 + K2SO3 + 2H2O
Сокращённое ионное: HCO3– + OH– = CO32– + H2O
Случай 3. Реакции с Ba(OH)2
Гидроксид бария интересен тем, что Ba2+ образует нерастворимые соли со многими анионами (карбонат, сульфат, сульфит, фосфат). Поэтому при реакции с кислыми солями часто одновременно происходят два процесса: нейтрализация подвижного водорода и осаждение бариевой соли.
NaHCO3 + Ba(OH)2
Избыток Ba(OH)2:
NaHCO3 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + NaOH + H2O
Избыток NaHCO3:
2NaHCO3 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
NaHSO3 + Ba(OH)2
Избыток Ba(OH)2:
NaHSO3 + Ba(OH)2 = BaSO3↓ + NaOH + H2O
Избыток NaHSO3:
2NaHSO3 + Ba(OH)2 = BaSO3↓ + Na2SO3 + 2H2O
NaHSO4 + Ba(OH)2
Соотношение 1:1:
NaHSO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + NaOH + H2O
Избыток NaHSO4 (2:1):
2NaHSO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + Na2SO4 + 2H2O
NaH2PO4 + Ba(OH)2
Дигидрофосфат натрия содержит два подвижных атома водорода, а Ba2+ образует нерастворимые фосфат и гидрофосфат. Поэтому возможно пять вариантов реакции в зависимости от соотношения реагентов:
Соотношение 1:1:
3NaH2PO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + Na3PO4 + 6H2O
Избыток Ba(OH)2 (2:3):
2NaH2PO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + 2NaOH + 4H2O
Соотношение 4:3:
4NaH2PO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + 2Na2HPO4 + 6H2O
Избыток NaH2PO4 (2:1):
2NaH2PO4 + Ba(OH)2 = BaHPO4↓ + Na2HPO4 + 2H2O
Соотношение 3:2:
3NaH2PO4 + 2Ba(OH)2 = 2BaHPO4↓ + Na3PO4 + 4H2O
Na2HPO4 + Ba(OH)2
Гидрофосфат натрия содержит один подвижный атом водорода. Возможны три варианта:
Избыток Ba(OH)2:
2Na2HPO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + 4NaOH + 2H2O
Избыток Na2HPO4 (6:3):
6Na2HPO4 + 3Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + 4Na3PO4 + 6H2O
Соотношение 9:4:
9Na2HPO4 + 4Ba(OH)2 = Ba3(PO4)2↓ + BaHPO4↓ + 6Na3PO4 + 8H2O
NaHS + Ba(OH)2
Сульфид бария BaS растворим, поэтому реакция сводится к нейтрализации подвижного водорода:
Избыток Ba(OH)2:
NaHS + Ba(OH)2 = BaS + NaOH + H2O
Избыток NaHS:
2NaHS + Ba(OH)2 = BaS + Na2S + 2H2O
Случай 4. Кислая соль Mg²⁺ + щёлочь щелочного металла
Если кислая соль содержит Mg²⁺, а щёлочь — щелочной металл, возможно образование двух разных осадков в зависимости от количества щёлочи:
Избыток KOH:
Mg(H2PO4)2 + 6KOH = Mg(OH)2↓ + 2K3PO4 + 4H2O
Недостаток KOH:
3Mg(H2PO4)2 + 12KOH = Mg3(PO4)2↓ + 4K3PO4 + 12H2O
При избытке щёлочи магний осаждается как гидроксид Mg(OH)2↓ (обменная реакция со средней солью). При меньшем количестве щёлочи весь магний уходит в фосфат Mg3(PO4)2↓.
Случай 5. Кислая соль Ca²⁺ или Sr²⁺ + щёлочь щелочного металла
Если кислая соль содержит Ca²⁺ или Sr²⁺, то при взаимодействии со щёлочью щелочного металла образуется только нерастворимый фосфат, независимо от соотношения. Гидроксиды Ca(OH)2 и Sr(OH)2 малорастворимы, но недостаточно нерастворимы для осаждения:
3Ca(H2PO4)2 + 12NaOH = Ca3(PO4)2↓ + 4Na3PO4 + 12H2O
3CaHPO4 + 3NaOH = Ca3(PO4)2↓ + Na3PO4 + 3H2O
3Sr(H2PO4)2 + 12KOH = Sr3(PO4)2↓ + 4K3PO4 + 12H2O
3. Получение кислых солей
Кислые соли образуются, когда кислоты больше, чем нужно для образования средней соли, или щёлочи меньше, чем нужно для полной нейтрализации.
Недостаток щёлочи:
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O
H2CO3 + NaOH = NaHCO3 + H2O
H2S + NaOH = NaHS + H2O
Действие избытка кислоты на среднюю соль:
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3
Na2CO3 + HCl(недостаток) = NaHCO3 + NaCl
2Na3PO4 + H3PO4 = 3Na2HPO4
Na3PO4 + 2H3PO4 = 3NaH2PO4
4. Кислая соль + средняя соль той же кислоты
Если кислота трёхосновная (H3PO4), возможна реакция перераспределения катионов водорода между кислой и средней солью:
NaH2PO4 + Na3PO4 = 2Na2HPO4
Дигидрофосфат содержит два подвижных катиона водорода, фосфат — ни одного. При смешении каждый анион получает по одному — образуется гидрофосфат.
Для двухосновных кислот аналогичная реакция невозможна. Например, NaHCO3 + Na2CO3 не реагируют, потому что между гидрокарбонатом и карбонатом нет промежуточной формы — угольная кислота двухосновная, и усреднять нечего.
5. Кислые соли + кислота
В заданиях на кислые соли ЕГЭ часто встречается вытеснение слабой кислоты сильной из кислой соли:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑
NaHSO3 + HCl = NaCl + H2O + SO2↑
NaHS + HCl = NaCl + H2S↑
Фосфорная кислота может переводить свои же соли из менее кислых в более кислые:
K2HPO4 + H3PO4 = 2KH2PO4
CaHPO4 + H3PO4 = Ca(H2PO4)2
6. Кислые соли + соли
NaHSO4 как кислота с солями слабых кислот:
Na2CO3 + 2NaHSO4 = 2Na2SO4 + H2O + CO2↑
Реакция с ацетатом бария зависит от соотношения реагентов:
Избыток Ba(CH3COO)2:
NaHSO4 + Ba(CH3COO)2 = BaSO4↓ + CH3COONa + CH3COOH
Избыток NaHSO4:
2NaHSO4 + Ba(CH3COO)2 = BaSO4↓ + Na2SO4 + 2CH3COOH
Взаимный гидролиз:
6NaHCO3 + Fe2(SO4)3 = 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 6CO2↑
Гидрокарбонат и соль железа(III) подвергаются взаимному гидролизу, который идёт до конца: Fe3+ осаждается в виде Fe(OH)3↓, а карбонат-ион превращается в CO2 и H2O.
Перераспределение катионов водорода между солями:
Ca(H2PO4)2 + Ca3(PO4)2 = 4CaHPO4
7. Особый случай: NaHSO4
Гидросульфат натрия принципиально отличается от остальных кислых солей. Как показано в разделе 1, серная кислота — сильная, и её кислая соль может полностью диссоциировать в растворе на три иона. Поэтому NaHSO4 проявляет все свойства кислоты:
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
2NaHSO4 + CuO = CuSO4 + Na2SO4 + H2O
Na2CO3 + 2NaHSO4 = 2Na2SO4 + H2O + CO2↑
Mg + 2NaHSO4 = MgSO4 + Na2SO4 + H2↑
Zn + 2NaHSO4 = ZnSO4 + Na2SO4 + H2↑
Fe + 2NaHSO4 = FeSO4 + Na2SO4 + H2↑
В реакциях с металлами катион H⁺ является окислителем. Железо окисляется только до +2. Реакции проводят в растворе, поэтому берут металлы, не взаимодействующие с водой при обычных условиях.
8. Термическое разложение кислых солей
При нагревании кислые соли теряют воду:
Гидрокарбонаты:
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2↑
NH4HCO3 = NH3↑ + H2O + CO2↑
Гидросульфиты:
2NaHSO3 = Na2SO3 + H2O + SO2↑
NH4HSO3 = NH3↑ + H2O + SO2↑
Гидрофосфаты аммония:
(NH4)2HPO4 = 2NH3↑ + H3PO4
Гидрокарбонат и гидросульфит аммония разлагаются полностью — все продукты летучие, твёрдого остатка нет.
9. Кислые соли в ОВР
Кислые соли, содержащие анионы с промежуточной степенью окисления, могут выступать как восстановители в окислительно-восстановительных реакциях.
3KHS + 2KMnO4 + H2O = 3S↓ + 2MnO2↓ + 5KOH
5Ca(HSO3)2 + 4KMnO4 + H2SO4 = 5CaSO4↓ + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 6H2O
Ba(HSO3)2 + 2H2O2 = BaSO4↓ + H2SO4 + 2H2O
10. Проверка продуктов на адекватность
Один из самых частых источников ошибок в теме кислые соли ЕГЭ — запись несовместимых продуктов. После составления уравнения необходимо проверить, могут ли полученные продукты сосуществовать друг с другом и с избытком реагента. Если продукт реагирует с другим продуктом или с избыточным реагентом — уравнение составлено неверно.
Пример 1. Кислая соль и щёлочь в продуктах
При взаимодействии дигидрофосфата натрия с избытком гидроксида натрия ученик записал:
NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O ✗
В растворе после реакции Na2HPO4 и NaOH — но они реагируют между собой! Правильный ответ:
NaH2PO4 + 2NaOH = Na3PO4 + 2H2O ✓
Пример 2. Средняя соль и кислота в продуктах
При взаимодействии фосфата натрия с избытком фосфорной кислоты ученик записал:
Na3PO4 + H3PO4 = Na2HPO4 + NaH2PO4 ✗
В растворе Na2HPO4 и избыток H3PO4 — они реагируют. Правильно:
Na3PO4 + 2H3PO4 = 3NaH2PO4 ✓
Пример 3. Несовместимые продукты при осаждении
Ученик записал для реакции NaH2PO4 с Ba(OH)2:
NaH2PO4 + Ba(OH)2 = BaHPO4↓ + NaOH + H2O ✗
Осадок BaHPO4 контактирует с щелочным раствором NaOH. Щёлочь будет снимать оставшийся катион водорода. Продукты не могут сосуществовать.
Правило для анионов ортофосфорной кислоты
В растворе могут сосуществовать только те частицы, образованные ортофосфорной кислотой (H3PO4, H2PO4–, HPO42–, PO43–), которые отличаются не более чем на один катион водорода:
H3PO4 и H2PO4– — сосуществуют (разница в 1H+)
H2PO4– и HPO42– — сосуществуют (разница в 1H+)
HPO42– и PO43– — сосуществуют (разница в 1H+)
H3PO4 и HPO42– — не сосуществуют (разница в 2H+)
H3PO4 и PO43– — не сосуществуют (разница в 3H+)
H2PO4– и PO43– — не сосуществуют (разница в 2H+)
Если в уравнении получились два вещества с анионом ортофосфорной кислоты, посчитайте разницу в катионах водорода. Если больше одного — продукты прореагируют, и уравнение нужно переписать.
Общее правило: после записи уравнения мысленно смешайте все продукты и избыток реагента в одной колбе. Если что-то реагирует между собой — уравнение нужно переписать.
ПОДЕЛИТЬСЯ
Комментарии
Добавить комментарий
Ваш e-mail не будет опубликован
