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
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 |
CО2 |
|
+ 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