Класс "Оксиды"

Содержание статьи.

• Общая характеристика оксидов.
• Химические свойства оксидов.
• Получение оксидов.

I. Общая характеристика оксидов.

1. Общая формула: ЭnОm (Э - элемент).

2. Оксиды — сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород (на втором месте, исключение оксид фтора).

3. Классификация.

1. Основные оксиды - оксиды, которым соответствуют основания (с такой же валентностью, как в оксиде):

• активные основные оксиды: оксиды щелочных и щелочноземельных метал-лов (все элементы IA и IIA групп, кроме водорода H, бериллия, магния).
• малоактивные основные оксиды: все остальные (FeO, CuO, CrO и т. д.)

2. Кислотные оксиды - .

3. Амфотерные оксиды - .

4. Несолеобразующие оксиды - : NO, N2O, CO, SiO.

Котопёс. А, как скомбинировать название "амфотерные" оксиды?

Алгоритм определения характера оксида через степень окисления его метал-ла-неметалла.

4. Названия. Сначала слово «оксид», затем название элемента, если он с переменной валентностью, указать её в конце в скобках римской цифрой.

Na2О - оксид натрия; Р2О3 - оксид железа (III);

5. Соответствие кислотных оксидов кислотам:

SО3 - H2SO4; Р2О5 - Н3РО4; СО2 - Н2СО3; SО2 - H2SО3; N2О4 - HNО3;

II. Химические свойства оксидов.

1. Взаимодействие оксидов с водой:

а/ активные основные оксиды реагируют до образования щелочей.

СаО + Н2О = Са(ОН)2

б/ кислотные (кроме диоксида кремния) реагируют до образования соответству-ющей кислоты (т. е. степень окисления неметалла в оксиде и кислоте одинако-вая!)

SО3 + Н2О = Н2SО4

N2O5 + H2O = 2HNO3

• Исключение: NO2 соответствуют сразу две кислоты, его взаимодействие с водой приводит к одновременному образованию двух кислот: 2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3)
• Не реагируют с водой: амфотерные оксиды, несолеобразующие оксиды.

2. Кислотные оксиды взаимодействуют с растворимыми основаниями до об-разования соли и часто воды.

СО2 (к.ок.) + 2КОН (р.) (изб.) = К2СО3 + Н2О

СО2 (к.ок.) (изб.) + КОН (р.) = КНСО3

Если оксиду соответствует многоосновная кислота, то образуются нормальные и кислые соли.

P2O5 + 6KOH = 2K3PO4 + 3H2O

P2O5 + 4KOH = 2K2HPO + H2O

P2O5 + 2KOH + H2O = 2KH2PO

• Диоксид кремния реагирует с самыми сильными щелочами 50%-60% или с твердыми при сплавлении, с нерастворимыми не реагирует.

SiO2 + 2NaOH = (t) Na2SiO3 + H2O

SiO2 + 2NaOH (тв.) = (спл.) Na2SiO3 + H2O

• Высшие кислотные оксиды устойчивых кислот реагируют с нерастворимыми основаниями.
• СО2, SО2 реагирует с нерастворимыми Ме(ОН)2 до оснОвных солей в виде суспензий, но с гидроксидами в СО +3 - не реагируют.

CO2 + 2Zn(OH)2 = (ZnOH)2CO3 + H2O

CO2 + 2Cu(OH)2 = (CuOH)2CO3 + H2O

• Амфотерные оксиды реагируют с растворами щелочей до образования растворимых комплексных солей:

ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] (тетрагидроксоцинкат натрия)
BeO + 2NaOH + H2O = Na2[Be(OH)4] (тетрагидробериллат натрия)
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] (тетрагидроалюминат натрия)

• Амфотерных оксидов при сплавлении с твердыми щелочами реагируют до об-разования соли, состоящие из катиона металла щелочи и аниона металла окси-да, с такой же СО:

ZnO + 2NaOH = (t) Na2ZnO2 + H2O
BeO + 2NaOH =(t) Na2BeO2+ H2O
Al2O3 + 2NaOH =(t) 2NaAlO2 + H2O
Cr2O3 + 2NaOH =(t) 2NaCrO2 + H2O
Fe2O3 + 2NaOH =(t) 2NaFeO2 + H2O

3. Основные и амфоретные оксиды взаимодействуют с кислотами (раствора-ми) до образования соли и воды.

Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O
FeO + 2HNO3 → Fe(NO3)2 + H2O

• Несолеобразующие оксиды не реагируют с кислотами.
• Кислотные оксиды не реагируют с кислотами.

Исключения:

1) Диоксид кремния (стекло - частный случай) реагирует с плавиковой кислотой, растворяясь в ней:

SiO2 + 4HF (недостаток) = SiF4 + 2HO

SiO2 + 6HF (избыток) = H2[SiF6] + 2H O

2) Диоксид серы реагирует с сероводородной кислотой: SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O

3) Оксид фосфора (III) реагирует с кислотами-окислителями: концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации (при нагревании). Сте-пень окисления фосфора повышается до +5:

P2O3 + 2H2SO4 (конц.) + H2O => (t) 2SO2 + 2H3PO4

3P2O3 + 4HNO3 (разб.) + 7H2O => (t) 4NO↑ + 6H3PO4

P2O3 + 4HNO3 (конц.) + H2O => (t) 2H3PO4 + 4NO2↑

4) Оксид серы (IV) окисляется азотной кислотой любой концентрации до окисле-ния серы +6:

SO2 + 2HNO3 (конц.) => (t) H2SO4 + 2NO2↑

SO2 + 2HNO3 (разб.) + 2H2O => (t) 3H2SO4 + 2NO↑

4. Взаимодействие оксидов с солями средними.

Чаще не реагируют.

Иключения. Амфотерные оксиды и диоксид кремния при сплавлении взаимо-действуют с сульфитами и карбонатами до образования сернистого и углекис-лого газов соответственно.

Al2O3 + К2CO3 = (спл.) 2КAlO2+ CO2

SiO2 +Na2SO3 = (спл.) Na2SiO3 + SO2

Сернистый и углекислый газы взаимодействуют с водными растворами или взвесями сульфитов и карбонатов до образования кислых солей:

Na2CO3 + CO2 + H2О = 2NaHCO3
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Сернистый газ при пропускании через водные растворы или взвеси карбонатов взаимодействует до образования углекислый газа, т. к. сернистая кислота - более сильная и устойчивая, чем угольная:

Na2СO3 + SO2 =Na2SO3 + CO2

5. Взаимодействие оксидов разных типов между собой.

1) Основные оксиды взаимодействуют с кислотными оксидами (и наоборот) до образования соли, состояще из катиона металла из основного оксида и кис-лотного остатка кислоты, соответствующей кислотному оксиду.

3Na2O + P2O5 = 2Na3PO4
Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3

Кислотные оксиды: СО2 и SO2 взаимодействуют только (!) с активными основ-ными оксидами.

CO2 + К2O = К2CO3
SO2 + К2О = К2SO3

2) Амфотерные оксиды (основные) взаимодействуют с кислотными оксидами до образования соли, состоящая из катиона металла амфотерного оксида и кис-лотного остатка кислоты, соответствующей кислотному оксиду.
Al2О3 (амф. осн.) + 3SO3 = Al2(SO4)3

3) Амфотерные оксиды (кислотные) взаимодействуют с основными оксидами до образования соли, состоящей из катиона металла основного оксида и аниона кислотного остатка металла амфотерного оксида (при высоких температурах).

ZnO (амф. кис.) + Na2O = (t) Na2ZnO2
Al2O3 (амф. кис.) + BaO = (t) Ba(AlO2)2

В то время, как оксиды CuO и Al O , не относящиеся к активным основным оксидам, в реакцию с CO и SO не вступают:

6. Взаимодействие оксидов металлов с более активными металлами (вос-становление из оксидов металлов и неметаллов при нагревании).

• Оксиды металлов.

Для определения активности металлов используют ряд напряжения металлов или систему Менделеева (чем ниже и левее металл, тем он более активен).

1) Алюмотермия: Cr2O3 + 2Al = (t) Al2O3 + 2Cr + Q

2) Водородотермия: FeO + H2 = (t) Fe + H2O

Оксиды активных металлов и алюминия с водородом не реагируют.

3) Углеродотермия: CuO + C = (t) Cu + CO

Оксиды активных металлов и Al реагируют с углеродом до карбидов и угарно-го газа:

2Na2O + 3C = (t) Na4C + 2CO
2Al2O3 + 9C = (t) Al4С3+ 6CO
CaO + 3C = (t) CaC2 + CO

4) Восстановление угарным газом: Fe2O3 + 3CO = (t) 2Fe + 3CO

Оксиды активных металлов и алюминия с угарным газом не реагируют.

5) Возможно неполное восстановление оксидов при недостатке восстановителя и, если металл имеет несколько степеней окисления:

Fe2O3 + CO = (t) 2FeO + CO2

4CuO + C = (t) 2Cu2O + CO2

• Оксиды неметаллов.

Оксиды неметаллов взаимодействуют с металлами до свободных неметаллов.

Например. Оксиды углерода и кремния при нагревании реагируют со щелочны-ми и щелочноземельными металлами и магнием:

CO + 2Mg = (t) 2MgO + C

SiO + 2Mg = (t) Si + 2MgO

SiO + 4Mg (изб.) = (t) Mg2Si + 2MgO

Оксиды азота восстановлливаются и менее активными металлами:

Zn + 2NO = (t) ZnO + N2
2NO2 + 4Cu = (t) 4CuO + N2

7. Взаимодействие оксидов с кислородом.

Оксиды, способные реагировать с кислородом: углерод С, кремний Si, фосфор P, сера S, медь Cu, марганец Mn, железо Fe, хром Cr, азот N, любые другие реагировать не будут.

Оксиды азота.

Из пяти оксидов азота с кислородом может реагировать только NO.

2NO + O2 (или возд.) = 2NO2 (бурый газ)

Из оксидов С, Si, P, S, Cu,Mn, Fe, Cr, N с кислородом будут реагировать только те, которые содержат элемент в минимальной, среди указанных выше, степени окисления. При этом степень окисления элемента повышается до ближайшего положительного значения из возможных.

III. Получение оксидов.

ФАКТЧЕК.

Содержание контента канала:

Приглашаю подписаться на канал:

Интересно, но необязательно.