Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

misc / 32846_e06b06cd6e9ad04f315d37bd4131ce33

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
09.03.2016
Размер:
9.58 Mб
Скачать
Рис. 116. Кристаллы кварца

Оксиды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

171

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислотный

 

 

IV II

 

 

IV II

 

IV II

 

 

 

V II

 

 

 

 

VI II

 

 

оксид

 

 

СO2

 

 

SiO2

 

SO2

 

 

P2O5

 

 

 

 

SO3

 

 

Кислота

 

H2CO3

 

 

H2SiO3

 

H2SO3

 

H3PO4

 

 

 

 

H2SO4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обратите внимание! Кислотными являются оксиды немет л-

 

лов, атомы которых чаще всего проявляют вален

нос

 

ь III, IV,

 

V, VI.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

К основным относятся оксиды, которым соотв

 

 

 

 

 

с вуют основа-

 

ния. Кроме СaO, основными являются оксиды: Na2O, K2O,тBaO, FeO,

 

CuO и ряд других. Всем этим оксидам соответст уют основания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

Основный

 

I

II

 

 

I

II

 

 

II II

 

 

 

II

II

 

 

 

 

II II

 

 

оксид

 

Na

O

 

K

O

 

 

B O

 

 

 

FeO

 

 

 

 

CuO

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

I

I

 

II

I

 

 

I

 

 

 

II

I

 

 

Основание

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

Cu(OH)2

 

 

NaOH

 

KOH

 

Ba(OH)2

 

Fe(OH)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обратите внимание! В состав большинства основных оксидов

входят атомы металлов, в лентность которых равна I и II.

Оксиды в природе

д

Оксиды содержатся в каждойаиз трех оболочек нашей планеты —

о

в атмосфере, гидросфере, литосфере.

Самымраспр страненнымноксидомватмосфереигидросфереявля-

р

 

етсяводаH2O, авлит сфере— оксидкремния(IV) SiO2, встречающий-

ся в виде красивых к исталлов кварца (рис. 116) и кварцевого песка. В воздухеасодержится небольшое

количество оксида угле ода(IV) (углекислогоНг за). Вместе с водой он участвует в процессе фотосинтеза, в результатекоторогозеленыерастениявыделяют в окружающую среду кислород.

Наибольшее количество оксидов встречается в литосфере. Они входят в состав почвы, горных пород, руд и минералов.

Правообладатель Народная асвета

172 Основные классы неорганических соединений

Оксиды делятся на кислотные и основные. Кислотным оксидам

соответствуют кислоты, а основным — основания.

а

Оксиды широко распространены в природе.

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы и задания

е

 

 

 

1. Какие вещества называются оксидами? Приведите приме-

 

в

 

 

ры нескольких оксидов. Чему равна валентнос ь а омов кислоро-

да в оксидах?

 

т

2. Из предложенных оксидов — SO3, CaO, Na2O, CO, P2O5, NO,

MgO, N2O, SiO2

— выберите: а) ки лотные оксиды; б) основные

оксиды.

 

 

 

а

 

 

 

 

3.

Перечислите известные в м ки лотные оксиды и напишите

 

 

 

 

я

 

формулы соответствующих им кислотс.

4.

Перечислите известные вам основные оксиды и напишите

 

 

 

а

 

формулы соответствующих им оснований.

5.

Какой оксид н иболее р спространен в гидросфере, а ка-

 

 

н

 

 

кой — в литосфере?

 

 

 

 

 

д

 

 

 

§ 36. Химические свойства оксидов

Так как химическийо состав кислотных и основных оксидов различен, они отличаются своими химическими свойствами.

1. Химическиер св йства кислотных оксидов

а) Взаим действие с водой Выауже знаете, что продукты взаимодействия оксидов с водой на-

зыв ются «гид оксиды»:

Н оксид + вода = гидрат оксида, или гидроксид

Поскольку оксиды, вступающие в эту реакцию, делятся на кислотные и основные, то и образующиеся из них гидроксиды также делятся на кислотные и основные. Таким образом, кислотные оксиды (кроме SiO2) реагируют с водой, образуя кислотные гидроксиды, которые являются кислородсодержащими кислотами:

Правообладатель Народная асвета

Химические свойства оксидов

173

 

 

кислотный

+

вода

=

кислородсодержащая кислота

 

(1)

 

оксид

 

 

 

(кислотный гидроксид)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например:

 

 

 

 

 

 

 

 

SO3 + H2O = H2SO4;

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4.

 

 

оксид вода

серная

оксид

вода фосфорн я

 

 

серы(VI)

 

кислота

фосфора(V)

кисло а

 

 

 

 

 

 

 

а

 

кислота, относящаяся к кислотным гидроксидам. Несмотря на то что оксид кремния SiO2 с водой не реагирует, ему тоже соответствует

Каждому кислотному оксиду соответствует кислородсод ржащая

 

т

е

в

 

кислота H2SiO3, но ее получают другими по обами.

 

б) Взаимодействие со щелоч ми

 

 

 

 

я

 

Все кислотные оксиды реагируют со щелочсми по общей схеме:

 

 

 

 

=

а

+

 

(2)

 

кислотный оксид

+

щелочь

соль

вода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В образующейся соли валентность

томов металла такая же, как

и в исходной щелочи. Кроме того, в состав соли входит остаток

той кислоты, которая соответствуета

данному кислотному

оксиду.

 

 

 

 

 

Например, если в реакциюнвступает кислотный оксид CO2, кото-

рому соответствует кисл та H2CO3 (указана в квадратных скобках), то

 

 

д

 

 

в состав соли будет вх дить

статок этой кислоты — CO3, валентность

которого, как вы ужеознаете, равна II:

 

 

 

р

II

I

I

II

 

СO3~+ 2NaOH

= Na2CO3 + H2O.

СO2 }H2

оксид

 

гидроксид

карбонат вода

а

 

натрия

натрия

углерода(IV)

 

Если же в реакцию вступает кислотный оксид N2О5, которому

соответствуетН

кислота HNO3 (указана в квадратных скобках), то в

составе образующейся соли будет остаток этой кислоты — NO3 с валентностью, равной I:

Правообладатель Народная асвета

174

 

 

 

 

Основные классы неорганических соединений

 

 

 

 

I

 

 

II

 

 

II

I

 

 

 

 

N2O5 }HNO3~

+ Ca (OH)2 = Ca(NO3 )2 + H2O.

 

 

оксид

 

 

 

гидроксид

нитрат

 

вода

 

азота(V)

 

 

 

кальция

кальция

 

 

 

Обратите внимание! В уравнениях реакций формулы кислот,

указанные в квадратных скобках, обычно не записыв ются. Они

даны для того, чтобы вы лучше поняли ма

риала.

 

Поскольку все кислотные оксиды реагируют со щ лочами с обра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

зованием солей и воды, этим оксидам можно дать другое определение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

Кислотными называются оксиды, реагирующие со щелочами с

образованием солей и воды.

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) Реакции с основными оксидсми

 

 

 

Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образова-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

нием солей в соответствии с общей схемой:

 

 

 

 

кислотный оксид

 

+

 

основный оксид

=

соль

(3)

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

В образующейся соли валентность атомов металла такая же, как

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

и в исходном основ ом оксиде. Следует запомнить, что в состав соли

входит остаток той кислоты, которая соответствует кис-

лотному

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кси у, вступающему в реакцию. Например, если в реак-

цию вступает кисл тный оксид SO

, которому соответствует кислота

 

 

 

д

 

 

 

3

 

 

 

 

 

H2SO4 (указана в квадратных скобках), то в состав соли будет входить

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ост ток этой кислоты — SO4, валентность которого равна II:

 

р

 

 

 

II

 

 

I

I

II

 

 

 

SO3 }H2SO4~+ Na2O = Na2SO4.

 

 

а

 

 

 

 

 

 

оксид

 

 

 

оксид

сульфат

 

 

 

 

 

серы(VI)

 

 

 

натрия

натрия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если же в реакцию вступает кислотный оксид Р2О5, которому

соответствуетН

кислота Н3РО4 (указана в квадратных скобках), то в

составе образующейся соли будет остаток этой кислоты — РO4 с ва-

лентностью, равной III:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правообладатель Народная асвета

Химические свойства оксидов

 

 

175

 

III

II

II III

 

 

P2O5 }H3PO4

~+ 3CaO = Ca3(PO4 )2.

 

оксид

оксид

фосфат

 

 

фосфора(V)

кальция

кальция

т

 

2. Химические свойства основных оксидов

 

е

 

а) Взаимодействие с водой а Вы уже знаете, что в результате взаимодействия основных оксидов

с водой образуются основные гидроксиды, которые иначе называются

основаниями:

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

о но ание

 

 

основный оксид

+

вода

=

(о новныйвгидроксид)

(4)

 

 

 

 

я

 

 

К таким основным оксидам относятся оксиды: Li2O, Na2O, K2O,

CaO, BaO.

а

 

 

 

При написании уравнений соответствующих реакций следует пом-

нить, что валентность атомов мет лла в образующемся основа-

нии равна его валент ости в исходном оксиде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

Напишем уравнения реакций, протекающих по приведенной

схеме:

 

 

о

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

II

 

II

I

 

 

 

р

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

BaO + H2O

= Ba(OH)2 .

 

 

 

Na2O + H2O = 2NaOH;

 

 

 

оксид в да

 

гидр ксид

оксид

вода

гидроксид

 

 

 

а

 

натрия

бария

 

 

бария

 

 

 

натрия

 

 

 

 

 

Основные оксиды, образованные такими металлами, как Cu, Fe,

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cr, с водой не ре гируют. Соответствующие им основания получают

другими способами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Взаимодействие с кислотами

 

 

 

 

 

 

Практически все основные оксиды реагируют с кислотами с обра-

зованием солей по общей схеме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

+

 

 

 

(5)

 

 

основный оксид

 

+

кислота

 

соль

 

вода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правообладатель Народная асвета

176

 

 

 

 

Основные классы неорганических соединений

Следует помнить, что в образующейся соли валентность ато-

мов металла такая же, как в исходном оксиде, а валентность

кислотного остатка такая же, как в исходной кислоте:

 

 

 

II

 

 

 

 

I

II I

 

 

 

а

 

 

 

CaО

+

 

2HCl = CaCl2

+ H2O.

 

 

 

оксид

 

 

хлорово-

хлорид

 

вода

 

 

 

 

кальция

 

дородная

кальция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку все основные оксиды реагируют с кислотами с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

образованием солей и воды, этим ок идам можно дать другое

определение.

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основными называются оксиды, ре гирующие с кислотами с

образованием солей и воды.

с

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) Взаимодействие с кислотными оксидами

 

Основные оксиды ре гируют с кислотными оксидами с образова-

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

нием солей в соответствии с общей схемой:

 

 

 

 

 

основный оксид

а

кислотный оксид

=

соль

(6)

 

 

 

+

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

В образующейся с ли валентность атомов металла такая же, как

и в исходн м

сн двн м оксиде. Кроме того, следует запомнить, что в

состав соли входит остаток той кислоты, которая соответ-

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ствует кислотному оксиду, вступающему в реакцию. Например,

если в ре кцию вступает кислотный оксид N2O5, которому соответ-

 

р

(указана в квадратных скобках), то в состав соли

ствует кислота HNO3

будет входить остаток этой кислоты — NO

, валентность которого,

а

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

как вы уже знаете, равна I:

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

II

 

 

 

 

 

I

 

II

I

 

 

 

 

CaO + N2O5 }HNO3~ = Ca(NO3)2.

 

 

 

 

 

 

 

 

оксид

 

оксид

 

 

нитрат

 

 

 

 

 

кальция

азота(V)

 

 

кальция

 

 

 

 

Правообладатель Народная асвета

 

Химические свойства оксидов

177

 

Если же в реакцию вступает кислотный оксид Р2О5, которому соответствует кислота Н3РО4 (указана в квадратных скобках), то в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

составе образующейся соли будет остаток этой кислоты — РO4 с ва-

лентностью, равной III:

 

 

 

 

 

 

т

 

 

I

 

 

III

I

Ш

 

3Na2О

+

P2O5 }H3 PO4~

= 2Na3PO4 .

 

 

 

оксид

 

оксид

 

фосфат

е

 

 

 

 

 

 

 

 

натрия

фосфора(V)

натрия

 

 

 

Поскольку рассмотренные нами кислотные и осно ные оксиды в

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

результате различных реакций образуют соли, их назы ают солеоб-

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

разующими. Существует, однако, небольшая группа оксидов, которые

в аналогичных реакциях не образуют солей, поэтомув

их называют

 

 

 

 

 

II II

I II

II II

 

 

 

несолеобразующими. Это оксиды: CO, N2O и NO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

Все кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием

солей и воды.

 

 

 

н

 

 

 

 

 

Все основные оксиды ре гируютяс кислотами с образованием

солей и воды.

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислотные и основ ые оксиды являются солеобразующими.

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

Несолеобразующие окси ы — CO, N2О, NO.

 

 

 

 

Основания и кисл р

со ержащие кислоты являются гидрок-

сидами.

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы и з д ния

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. С веществ ми каких классов реагируют основные оксиды? апишите уравнения реакций: оксида бария с водой; оксида калия с хлороводородной кислотой; оксида натрия с оксидом серы(VI).

2. С веществами каких классов реагируют кислотные оксиды? Напишите уравнения реакций: оксида серы(VI) с водой; оксида фосфора(V) с оксидом калия; оксида азота(V) с гидроксидом кальция.

Правообладатель Народная асвета

178 Основные классы неорганических соединений

3. Сколько различных солей можно получить, имея в своем распоряжении простые вещества: натрий, углерод, кальций,

фосфор и кислород. Напишите уравнения соответствующих

реакций.

 

 

а

 

 

т

4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно

осуществить превращения: барий I оксид бария I фосфат ба-

 

е

 

рия; сера I оксид серы(IV) I сернистая кисло а; фосфор I оксид

фосфора(V) I фосфат магния.

в

 

 

5. Углекислый газ прореагировал с гидроксидом кальция, в результате чего образовалась соль СаСО3 массой 5 г. Рассчитайте

объем (н. у.) исходного углекислого газа и массу прореагировав-

шего с ним основания.

 

а

 

 

6. Фосфор массой 12,4 г сожгли в ки лороде. Образовавшийся

 

я

 

оксид фосфора(V) полностью проресгировал с оксидом натрия.

Рассчитайте: а) химическое количество образовавшегося оксида

 

 

 

а

фосфора; б) химическое количество прореагировавшего с ним ок-

сида натрия; в) массу обр зов вшейся соли.

 

 

 

н

§ 37. Получение и приме е ие оксидов

Получение окси ов

 

 

о

 

Оксиды получают различными способами.

1. Взаим

 

ействие простых веществ с кислородом

р

ксидыдобразуются в результате сжигания в кислороде

Некот рые

(или на воздухе) соответствующих простых веществ. Так можно получить оксиды углерода(IV), серы(IV), фосфора(V), магния и других немет ллов и металлов:

4Р + 5О

2

=t 2P

2

O

;

2Mg + O

=t 2MgO.

а

 

 

5

 

2

 

фосфор

кисло-

оксид

 

магний кисло-

оксид

 

род

фосфора(V)

род

магния

Н2. Взаимодействие сложных веществ с кислородом

Оксиды можно получать также сжиганием в кислороде (или на воздухе) некоторых сложных веществ, например:

Правообладатель Народная асвета

Получение и применение оксидов

179

 

2H2S + 3О2 =t 2SО2 + 2H2O;

серо-

кисло-

оксид

вода

 

 

 

а

водород

род

серы(IV)

 

 

 

 

 

 

 

т

CH4 + 2О2 =t

2

 

+ 2H2O.

 

 

е

 

метан

кисло-

оксид

 

вода

 

 

 

 

 

 

 

род

углерода(IV)

 

 

 

 

 

3. Термическое разложение нерастворимых оснований

Например:

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

Fe(OH)2

=t

FeO +

а

в

 

 

 

H2O;

 

 

 

гидроксид

 

оксид

 

вода

 

 

 

железа(II)

железа(II)

 

 

 

 

 

 

2Al(OH)

 

=t

я

 

 

 

 

 

 

 

Al O

 

+ 3H O.

 

 

 

 

 

 

 

3

а

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

гидроксид

 

оксид

 

вода

 

 

 

 

 

алюминия

люминия

 

 

 

 

 

 

Применение оксидов

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Один из наиболее широко использующихся оксидов — вода H2O, о

применении которой в быту, тех ике и промышленности вы уже знаете. Разнообразное применениео находят и некоторые другие оксиды.

Так, например, изрксида железа(III) Fe2O3, входящего в состав же-

лезных руд, в п мышленн сти получают железо, а из оксида алюминия Al2O3 —аалюминий. Оксид алюминия применяют также для изготовления искусственных драгоценных камней — рубина и сапфира. МелкиеНкрист ллы этого оксида применяются также в производстве наждачной бум ги.

Оксид углерода(IV) (углекислый газ) используют в пищевой промышленности для изготовления всех газированных напитков, для увеличения срока сохранности фруктов и овощей. Этим веществом наполняют углекислотные огнетушители. Твердый оксид углерода(IV) под названием «сухой лед» (рис. 117) применяют для хранения мороженого, для сильного охлаждения различных материалов.

Правообладатель Народная асвета

 

180

Основные классы неорганических соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достаточно широко используется

 

 

 

 

 

 

 

 

и оксид серы(IV) SO2 (сернистый газ).

 

 

 

 

Он находит применение в производст-

 

 

 

 

ве серной кислоты, для дезинфекции

 

 

 

 

складских

помещений, уничтожения

 

 

 

 

вредных насекомых и б к ерий, отбе-

 

 

 

 

ливания бумаги.

а

 

 

 

 

 

 

 

 

в виде

 

 

 

 

Оксид кр мния(IV) SiO2

 

 

 

 

кварцевого п ска используетсят

в про-

 

 

 

 

 

 

Рис. 117. Сухой лед

 

изводстве стекла и бетона. Вместе с

 

 

 

 

оксидом

 

е

 

 

 

 

 

 

инца(II) PbO он применяет-

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

ся для изготовления полудрагоценных к мней и украшений («кристаллы Сваровски»).

Оксид кальция СaO под назв нием «негашеная известь» приме-

няют при изготовлении различных строительных материалов. Оксиды

некоторых других металлов наход т применение в производстве кра-

сок. Так, например, Fe2O3 используют для изготовления краски корич-

невого, Сr2O3 — зеленого, ZnOяи TiO2 — белого цветов.

 

 

 

а

Оксиды образуются при взаимодействии кислорода с простыми

и сложными веществами.

 

 

н

Оксиды м жно п лучить термическим разложением нераство-

римых осн ваний.

 

 

 

д

 

Оксиды нах дят широкое практическое применение в промыш-

ленности и вобыту.

 

Оксиды — вода H2O и углекислый газ СО2 — участвуют в

 

р

 

 

процессе фотосинтеза.

 

а

 

 

Вопросы и задания

 

1.

Перечислите известные вам способы получения оксидов.

Н2.

Какие оксиды образуются при горении в кислороде простых

веществ — серы, угля и алюминия? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Правообладатель Народная асвета

Соседние файлы в папке misc