Оксиды Классификация + свойства

Оксиды.

Это – сложные вещества состоящие из ДВУХ элементов, один из которых кислород. Например:

CuO – оксид меди(II)

AI₂O₃ – оксид алюминия

SO₃ – оксид серы (VI)

Оксиды делятся (их классифицируют) на 4 группы:

1). Основные – Это оксиды металлов. Если степень окисления < 4. Например:

Na₂O – Оксид натрия

СаО – Оксид кальция

Fe₂O₃ – оксид железа (III)

2). Кислотные – Это оксиды неметаллов. А иногда и металлов если степень окисления металла > 4. Например:

СО₂ – Оксид углерода (IV)

Р₂О₅ – Оксид фосфора (V)

SO₃ – Оксид серы (VI)

3). Амфотерные – Это оксиды которые имеют свойства , как основных так и кислотных оксидов. Необходимо знать пять наиболее часто встречающихся амфотерных оксидов:

BeO –оксид бериллия

ZnO – Оксид цинка

AI₂O₃ – Оксид алюминия

Cr₂O₃ – Оксид хрома (III)

Fe₂O₃ – Оксид железа (III)

4). Несолеобразующие (безразличные) – Это оксиды которые не проявляют свойств ни основных, ни кислотных оксидов. Необходимо запомнить три оксида:

СО – оксид углерода (II) угарный газ

NO – оксид азота (II)

N₂O – оксид азота (I) веселящий газ, закись азота

Способы получения оксидов.

1). Горение, т.е. взаимодействие с кислородом простого вещества:

4Na + O₂ = 2Na₂O

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

2). Горение, т.е. взаимодействие с кислородом сложного вещества (состоящего из двух элементов) при этом образуются два оксида.

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

3). Разложение трех слабых кислот. Другие не разлагаются. При этом образуются – кислотный оксид и вода.

Н₂СО₃ = Н₂О + СО₂

Н₂SO₃ = H₂O + SO₂

H₂SiO₃ = H₂O + SiO₂

4). Разложение нерастворимых оснований. Образуются основный оксид и вода.

Mg(OH)₂ = MgO + H₂O

2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O

5). Разложение нерастворимых солей. Образуются основный оксид и кислотный оксид.

СаСО₃ = СаО + СО₂

МgSO₃ = MgO + SO₂

Химические свойства.

I. Основных оксидов.

1). Взаимодействие с водой, при этом должна образоваться щелочь.

Na₂O + H₂O = 2NaOH

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

СuO + H₂O = реакция не протекает, т.к. возможное основание в состав которого входит медь - нерастворимо

2). Взаимодействие с кислотами, при этом образуется соль и вода. (Основный оксид и кислоты реагируют ВСЕГДА )

К₂О + 2НСI = 2KCl + H₂O

CaO + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O

3). Взаимодействие с кислотными оксидами, при этом образуется соль.

Li₂O + CO₂ = Li₂CO₃

3MgO + P₂O₅ = Mg₃(PO₄)₂

4). Взаимодействие с водородом, при этом образуется металл и вода.

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

II. Кислотных оксидов.

1). Взаимодействие с водой, при этом должна образоваться кислота. (Только SiO₂ не взаимодействует с водой)

CO₂ + H₂O = H₂CO₃

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

2). Взаимодействие с растворимыми основаниями (щелочами). При этом образуется соль и вода.

SO₃ + 2KOH = K₂SO₄ + H₂O

N₂O₅ + 2KOH = 2KNO₃ + H₂O

3). Взаимодействие с основными оксидами. При этом образуется только соль.

N₂O₅ + K₂O = 2KNO₃

Al₂O₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃

Основные упражнения.

1). Закончить уравнение реакции. Определить её тип.

К₂О + Р₂О₅ =

Решение.

Что бы записать, что образуется в результате – необходимо определить – какие вещества вступили в реакцию – здесь это оксид калия (основный) и оксид фосфора (кислотный) согласно свойств – в результате должна получиться СОЛЬ (смотри свойство № 3) а соль состоит из атомов металлов (в нашем случае калия) и кислотного остатка в состав которого входит фосфор (т.е. РО₄^-3 – фосфат) Поэтому

3К₂О + Р₂О₅ = 2К₃РО₄

тип реакции – соединение (так как вступают в реакцию два вещества, а образуется – одно)

2). Осуществить превращения (цепочка).

1 2 3 4

Са → СаО → Са(ОН)₂ → СаСО₃ → СаО

Решение

Для выполнения этого упражнения необходимо помнить, что каждая стрелочка это одно уравнение (одна химическая реакция). Пронумеруем каждую стрелочку. Следовательно, необходимо записать 4 уравнения. Вещество записанное слева от стрелочки(исходное вещество) вступает в реакцию, а вещество записанное справа – образуется в результате реакции(продукт реакции). Расшифруем первую часть записи:

Са → СаО

Са + …..→ СаО Мы обращаем внимание, что вступает в реакцию простое вещество, а образуется оксид. Зная способы получения оксидов ( № 1 ) приходим к выводу, что в данной реакции необходимо добавить –кислород (О₂)

2Са + О₂ → 2СаО

Переходим к превращению № 2

СаО → Са(ОН)₂

СаО + ……→ Са(ОН)₂

Приходим к выводу , что здесь необходимо применить свойство основных оксидов – взаимодействие с водой, т.к. только в этом случае из оксида образуется основание.

СаО + Н₂О → Са(ОН)₂

Переходим к превращению № 3

Са(ОН)₂ → СаСО₃

Сa(OH)₂ + ….. = CaCO₃ + …….

Приходим к выводу, что здесь речь идет об углекислом газе СО₂ т.к. только он при взаимодействии со щелочами образует соль (смотри свойство № 2 кислотных оксидов)

Сa(OH)₂ + СО₂ = CaCO₃ + Н₂О

Переходим к превращению № 4

СаСО₃ → СаО

СаСО₃= ….. СаО + ……

Приходим к выводу что здесь образуется еще СО₂ , т.к. СаСО₃ нерастворимая соль и именно при разложении таких веществ образуются оксиды.

СаСО₃ = СаО + СО₂

3). С какими из перечисленных веществ взаимодействует СО₂ . Напишите уравнения реакций.

А). Соляная кислота Б). Гидроксид натрия В). Оксид калия г). Вода

Д). Водород Е). Оксид серы (IV).

Решение.

Определяем, что СО₂ – это кислотный оксид. А кислотные оксиды вступают в реакции с водой, щелочами и основными оксидами … Следовательно из приведенного списка выбираем ответы Б, В, Г И именно с ними записываем уравнения реакций:

1). СО₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

2). CO₂ + K₂O = K₂CO₃

3). CO₂ + H₂O = H₂CO₃