Но вначале давайте повторим классификацию оксидов!
Химические свойства основных оксидов
1. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием растворимых оснований — щелочей:
Na₂O + H₂O = 2NaOН
BaO + H₂O = Ba(OH)₂
Обратите внимание, это относится только к оксидам следующих металлов:
Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr и Ba.
Оксиды остальных металлов с водой не реагируют!
2. Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей:
CaO + CO₂ = CaCO₃ - карбонат кальция
3Na₂O + Р₂О₅ = 2Na₃РО₄ - фосфат натрия
ВaO + SO₃ = ВaSO₄ - сульфат бария
ВaO + SO₂ = ВaSO₃ - сульфит бария
Обратите внимание, кислотный остаток в составе образующейся соли должен быть от той кислоты, которая соответствует данному кислотному оксиду!
3. Основные оксиды активных металлов реагируют при сплавлении с амфотерными оксидами с образованием солей:
Na₂O + Al₂O₃ = 2NaAlO₂ - алюминат натрия
К₂O + ZnO = К₂ZnO₂ - цинкат калия
4. Все основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды:
CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O - нитрат меди (II)
MgO + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂O - сульфат магния
MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O - хлорид магния
FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O - хлорид железа (II)
FeO + H₂SO₄ (разб) = FeSO₄ + H₂О - сульфат железа (II)
CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O - хлорид кальция
CrO + 2HCl = CrCl₂ + H₂O - хлорид хрома (II)
- В случае, когда оксид элемента имеет промежуточную степень окисления, при взаимодействии с кислотами-окислителями происходят окислительно-восстановительные реакции:
2FeO + 4H₂SO₄ (конц.) = Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 4H₂O
FeO + 4HNO₃ (конц.) = Fe(NO₃)₃ + NO₂↑ + 2H₂O
Cu₂O + 6HNO₃ (конц.) = 2Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 3H₂O
5. Основные оксиды взаимодействуют с кислыми солями с образованием средних солей и воды:
Na₂O + 2NaHSO₄ = 2Na₂SO₄ + H₂O
MgO + 2КHSO₄ = MgSO₄ + К₂SO₄ + H₂O
Внимание! Основные оксиды не реагируют со средними солями!
6. Основные оксиды (с металлами правее AI в ряду активности) способны восстанавливаться до металлов.
При этом используются следующие восстановители: более активный металл, Н₂, С, СО.
3FeO + 2Al = 3Fe + Al₂O₃
FeO + CO = Fe + CO₂↑
CuO + H₂ = Cu + H₂O
3CuO + 2NH₃ = 3Cu + N₂↑ + 3H₂O
CuO + CO = Cu + CO₂↑
7. Легко разлагаются на простые вещества только оксиды ртути и серебра:
2HgO = 2Hg + O₂
2Ag₂O = 4Ag + O₂
Остальные основные оксиды имеют высокие температуры плавления и кипения, что обеспечивает их устойчивость к разложению при нагревании.
8. С кислородом О₂ реагируют только оксиды, в которых у металла промежуточная степень окисления:
например, FeO, Cu₂O, MnO, CrO, Fe₃O₄
4FeО + O₂ = 2Fe₂O₃
2Cu₂O + O₂ = 4CuO
Общие химические свойства кислотных оксидов
1. Кислотные оксиды, вступая в реакцию с водой, образуют кислородсодержащие кислоты.
Именно поэтому их называют ангидридами соответствующих кислот. Исключение: SiO₂ — с водой не реагирует!
SO₃ + H₂O = H₂SO₄
P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃
P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄
N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃
Обратите внимание, степени окисления элемента в оксиде и в кислоте должны совпадать!
2. Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами с образованием солей:
CO₂ + CaO = CaCO₃
SO₃ + CaO = CaSO₄
Обратите внимание, кислотный остаток в составе образующейся соли должен быть от той кислоты, которая соответствует данному кислотному оксиду!
3. Кислотные оксиды взаимодействуют с амфотерными оксидами с образованием солей:
3N₂O₅ + Al₂O₃ = 2Al(NO₃)₃
3SO₃ + Al₂O₃ = Al₂(SO₄)₃
Обратите внимание, кислотным оксидам должны соответствовать сильные кислоты!
4. Все кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием соли и воды:
SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₃ + H₂O
SO₃ + 2LiOH = Li₂SO₄ + H₂O
CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами!
Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO₃) и азотистая (HNO₂).
Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли - нитрит и нитрат:
2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:
4NO₂ + 4KOH + O₂ = 4KNO₃ + 2H₂O
Внимание! В избытке кислотного оксида возможна дальнейшая реакция с образованием кислой соли:
2CO₂ + Вa(OH)₂ = Вa(HCO₃)₂
P₂O₅ + 2NaOH + H₂O = 2NaН₂PO₄
5. Некоторые кислотные оксиды разлагаются при нагревании:
4CrO₃ = 2Cr₂O₃ + 3O₂↑
6. С кислородом реагируют только кислотные оксиды с элементом в промежуточной степени окисления:
например,
2SО₂ + O₂ = 2SO₃
Р₂O₃ + O₂ = Р₂O₅
4NО₂ + O₂ + 2Н₂О = 4НNO₃
Специфические реакции для оксида кремния (IV)
- Восстановление чистого кремния из его оксида:
SiO₂ + 2C = Si + 2CO
SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO
- Единственная кислота, с которой реагирует SiO₂, — это фтороводородная (плавиковая) кислота:
SiO₂ + 4HF = SiF₄ + 2H₂O
- При сплавлении SiO₂ реагирует с карбонатами или сульфитами с образованием соответствующих газов:
SiO₂ + Na₂CO₃ = Na₂SiO₃ + CO₂↑
SiO₂ + CaSO₃ = CaSiO₃ + SO₂↑
- SiO₂ используют в промышленном получении белого фосфора:
3SiO₂ + Ca₃(PO₄)₂ + 5C = 3CaSiO₃ + 2P + 5CO
Специфические реакции для углекислого газа — оксида углерода (IV)
- Восстановление чистого углерода из его оксида:
CO₂ + 2Mg = 2MgO + C
CO₂ + 2Zn = 2ZnO + C
- Образование угарного газа:
CO₂ + C = 2CO
- Избыток углекислого газа в водном растворе переводит соли карбонаты в гидрокарбонаты:
CO₂ + H₂O + CaCO₃ = Ca(НCO₃)₂
CO₂ + H₂O + Na₂CO₃ = 2NaHCO₃
- Реагирует с растворимыми солями-силикатами с образованием осадка кремниевой кислоты:
CO₂ + H₂O + Na₂SiO₃ = Na₂CO₃ + H₂SiO₃↓
Специфические реакции для «бурого газа» — оксида азота(IV)
- Получение простого вещества — газа азота N₂:
2NO₂ + 4Zn = 4ZnO + N₂↑
2NO₂ + 4Cu = 4CuO + N₂↑
2NO₂ + 2S = 2SO₂ + N₂↑
- Другие ОВР для оксида азота(IV):
NO₂ + 2Cu = Cu₂O + NO↑
2NO₂ + KClO + 2KOH = KCl + 2KNO₃ + H₂O
4NO₂ + K₂MnO₄ = Mn(NO₃)₂ + 2KNO₃
Специфические реакции для сернистого газа или сернистого ангидрида — оксида серы(IV)
- Реагирует с растворами солей силикатов с образованием осадка кремниевой кислоты:
SO₂ + H₂O + K₂SiO₃ = K₂SO₃ + H₂SiO₃↓
- Азотная кислота вступает в реакцию с оксидом серы (IV), в результате чего образуются бурый газ и серная кислота:
SO₂ + 2HNO₃ = H₂SO₄ + 2NO₂↑
- С сероводородом и углеродом образуется простое вещество — сера:
SO₂ + 2H₂S = 2H₂O + 3S
SO₂ + 2С = 2СO↑ + S
- Реагирует с хлором на свету, катализатор — активированный уголь:
SO₂ + СI₂ = SO₂Cl₂ - сульфурилхлорид
- Ещё одна реакция с хлором в водном растворе с образованием двух кислот — соляной HCl и серной H₂SO₄:
SO₂ + СI₂ + 2H₂O = 2HCl + H₂SO₄
- Обесцвечивает бромную воду:
SO₂ + Br₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HBr
- Озон также способен окислять оксид серы (IV) до оксида серы (VI) :
SO₂ + O₃ = SO₃ + O₂↑
- Качественная реакция на сернистый газ — обесцвечивание раствора перманганата калия:
5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ = 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄
Специфические реакции для серного ангидрида или оксида серы(VI)
- Оксид серы(VI) — сильный окислитель:
3SO₃ + H₂S = 4SO₂↑ + H₂O
SO₃ + 2KI = I₂ + K₂SO₃
5SO₃ + 2P = P₂O₅ + 5SO₂↑
Химические свойства амфотерных оксидов
1. Амфотерные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей:
ZnO + SO₃ = ZnSO₄
Al₂O₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃
Обратите внимание, кислотным оксидам должны соответствовать сильные кислоты!
2. Амфотерные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием солей:
ZnO + Na₂O = Na₂ZnO₂ - цинкат натрия
Al₂O₃ + Na₂O = 2NaAlO₂ - алюминат натрия
Обратите внимание, основным оксидам должны соответствовать сильные основания!
3. Амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием соответствующих солей и воды.
- Реакции оксида цинка с азотной, серной и соляной кислотами любой концентрации:
ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O
ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O
ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂О
- Реакции оксида алюминия с азотной, серной и соляной кислотами любой концентрации:
Al₂O₃ + 6HNO₃ = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂О
- Реакции оксида железа (III) с азотной, серной и соляной кислотами любой концентрации:
Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O
Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O
Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂О
В этих реакциях они проявляют свойства основных оксидов.
4. При сплавлении амфотерных оксидов с твердыми щелочами они проявляют свойства кислотных оксидов и образуют соответствующие соли и воду:
ZnO + 2NaOH (тв) = Na₂ZnO₂ + H₂O - цинкат натрия
Fe₂O₃ + 2NaOH (тв) = 2NaFeO₂ + H₂O - феррит натрия
Al₂O₃ + 2NaOH (тв) = 2NaAlO₂ + H₂O - алюминат натрия
Al₂O₃ + 2КOH (тв) = 2КAlO₂ + H₂O - алюминат калия
5. При взаимодействии с водными растворами щелочей образуются комплексные соли:
ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] - тетрагидроксоцинкат натрия
Al₂O₃+ 2NaOH +3H₂O = 2Na[Al(OH)₄] - тетрагидроксоалюминат натрия
Cr₂O₃+ 6NaOH + 3H₂O = 2Na₃[Cr(OH)₆] - гексагидроксохромат (III) натрия
!! Fe₂O₃ не реагирует с водными растворами щелочей и соответствующий гидрокомплекс не образуется.
6. Под действием различных восстановителей большинство амфотерных оксидов способно восстанавливаться до металла.
Например:
ZnO + C = Zn + CO↑
Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂↑
Fe₂O₃ + 3Н₂ = 2Fe + 3Н₂О
Cr₂O₃ + 2NH₃ = 2Cr + 3H₂O + N₂↑
Запомни!
Н₂ не реагирует с оксидами металлов, находящихся в ряду активности до алюминия включительно!
AI₂O₃ + Н₂ → не взаимодействует!
7. Оксид железа (III) может частично восстанавливаться до железной окалины, которая также известна как Fe₃O₄ или FeO⋅Fe₂O₃.
Этот сложный двойной оксид характеризуется тем, что железо проявляет две степени окисления: +2 и +3:
Fe₂O₃ + Fe = Fe₃O₄
Fe₂O₃ + Н₂ = Fe₃O₄ + 4Н₂О
3Fe₂O₃ + С = 2Fe₃O₄ + СО↑
3Fe₂O₃ + СО = 2Fe₃O₄ + СО₂↑
8. При сплавлении с солями (карбонатами и сульфитами) амфотерные оксиды вытесняют летучие кислотные оксиды — углекислый или сернистый газы:
AI₂O₃ + Na₂CO₃= 2NaAlO₂ + CO₂↑
AI₂O₃ + К₂SO₃ = 2КAIO₂ + SO₂↑
ZnO + К₂SO₃ = К₂ZnO₂ + SO₂↑
Fe₂O₃ + Na₂CO₃= 2NaFeO₂ + CO₂↑
Fe₂O₃ + К₂SO₃ = 2КFeO₂ + SO₂↑
9. Вступают в реакции замещения с более активными металлами:
Fe₂O₃ + 2Al = 2Fe + AI₂O₃
Cr₂O₃ + 2AI = AI₂О₃ + 2Cr
10. Специфические реакции:
Fe₂O₃ + Fe = 3FeO
Внимание! Амфотерные оксиды с водой не реагируют!
Спасибо за внимание! Продолжение следует!
Не пропустите!
Обещаю, будет много полезной информации и, конечно же, море практики!
Учите химию и будьте внимательны!
Если моя статья была интересна для Вас, прошу ставить ❤
Подписывайтесь на канал, я рада каждому из Вас! ХИМИЯ без лишних слов!