- Классификация оксидов
- Химические свойства оксидов
- обобщить и систематизировать знания о классификации оксидов
- изучить химические свойства кислотных и основных оксидов
- Дайте определение оксидов.
- В каком агрегатном состоянии встречаются оксиды?
- Из приведённых формул выберите формулы оксидов и назовите их: H2SO4, NaOH, CuO, Na2SO4, O2, SO3, HCl, Na2O.
Классификация оксидов
«Ты не имеешь ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать — тобой наслаждаешься, не ведая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь».
Как вы думаете, о каком веществе написал Антуан де Сент-Экзюпери такие слова? Ответ очень прост — вода.
Вода покрывает 71 % площади поверхности Земли. На 60–80 % организм человека состоит из воды (в зависимости от возраста). Вода играет огромную роль в жизни человека и в жизни всех живых организмов на Земле.
А к какому классу неорганических соединений относится вода? (Оксиды.) Познакомимся с классификацией оксидов по химическим свойствам и узнаем, с какими соединениями могут вступать во взаимодействие оксиды.
Классификация оксидов по химическим свойствам
Химические свойства оксидов
I. Основные оксиды (о. о.)
- О. о. + кислота = соль + вода:
$CaO + H_{2} SO_{4} \rightarrow CaSO_{4} + H_{2} O$.
- О. о. + вода = щёлочь (растворимое основание):
если образуется нерастворимое основание, то такая реакция не пойдёт. Например, если налить в две пробирки воды и капнуть туда несколько капель лакмуса, а затем поместить в первую пробирку оксид кальция, а в другую — оксид меди (II), то реакция у нас идёт только в первой пробирке, т. к. образовалась щёлочь и лакмус изменил свою окраску на синюю, во второй пробирке изменений нет, т. к. оксид меди (II) не реагирует с водой, ведь Cu(OH)2 — нерастворимое в воде основание.
Рис. 1. Взаимодействие основных оксидов с водой
$CaO + H_{2} O \rightarrow Ca \left( OH \right)_{2}$
$CuO + H_{2} O \neq$
- О. о. + кислотный оксид = соль:
$CaO + SO_{3} \rightarrow CaSO_{4}$.
II. Кислотные оксиды (к. о.)
- К. о. + основание = соль + вода:
$SO_{3} + Ca \left( OH \right)_{2} \rightarrow CaSO_{4} + H_{2} O$.
- К. о. + вода = кислота (кроме SiO2):
эти реакции возможны, если оксид растворим в воде. Для подтверждения нальём в одну пробирку дистиллированной воды, а в другую — раствор углекислого газа (газированной воды). В первую пробирку добавим оксида кремния (IV). А затем в каждую из пробирок добавим несколько капель лакмуса. В первой пробирке изменений нет, а во второй лакмус окрасился в красный цвет, значит, во второй пробирке — кислота. В первой пробирке кислоты не образовалось, потому что оксид кремния (IV) нерастворим в воде.
Рис. 2. Взаимодействие кислотных оксидов с водой
$CO_{2} + H_{2} O \rightarrow H_{2} CO_{3}$
$SiO_{2} + H_{2} O \neq$
- К. о. + основный оксид = соль:
$CaO + SO_{2} = CaSO_{3}$.
- Вытеснение менее летучими кислотными оксидами более летучих из их солей:
$CaCO_{3} + SiO_{2} = CaSiO_{3} + CO_{2}$.
Каждому кислотному оксиду соответствует определённая кислота. Например:
$CO_{2} \rightarrow H_{2} CO_{3}$,
$SO_{2} \rightarrow H_{2} SO_{3}$,
$SO_{3} \rightarrow H_{2} SO_{4}$,
$N_{2} O_{5} \rightarrow HNO_{3}$,
$P_{2} O_{5} \rightarrow H_{3} PO_{4}$.
Каждому основному или амфотерному оксиду соответствует определённый гидроксид. Например:
$Na_{2} O \rightarrow NaOH$,
$CaO \rightarrow Ca \left( OH \right)_{2}$,
$Al_{2} O_{3} \rightarrow Al \left( OH \right)_{3}$,
$FeO \rightarrow Fe \left( OH \right)_{2}$,
$Fe_{2} O_{3} \rightarrow Fe \left( OH \right)_{3}$.
Эти оксиды при взаимодействии с водой образуют соответствующие растворимые кислоты или основания. Например:
$N_{2} O_{5} + H_{2} O \rightarrow 2 HNO_{3}$,
$Na_{2} O + H_{2} O \rightarrow 2 NaOH$.
Пример 1
Формула основного оксида: а) Na2O; б) CO2; в) SO3.
Основный оксид — оксид металла из представленных соединений — а) Na2O.
Пример 2
Какой из кислотных оксидов не взаимодействует с водой: а) SO2; б) CO2; в) SiO2?
С водой не реагирует песок (кремнезём), он не растворяется в воде:
в) SiO2.
Пример 3
Допишите уравнение реакции $BaO + H_{2} O$.
ВаО — основный оксид, реагирует с водой, так как в результате реакции образуется растворимое основание (щёлочь) — гидроксид бария Ba(OH)2.
$BaO + H_{2} O \rightarrow Ba \left( OH \right)_{2}$
Пример 4
Допишите уравнение реакции: $CaO + CO_{2}$.
В результате взаимодействия основного и кислотного оксидов, реакция соединения, образуется соль — карбонат кальция CaCO3.
$CaO + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}$
Упражнение
- Выберите формулу кислотного оксида: а) Na2O; б) МgO; в) SO3.
- Выберите основный оксид, который не взаимодействует с Н2О: а)Na2О; б) СаO; в) FeO.
- Закончите реакцию взаимодействия $H_{2} O + SO_{2}$.
- Допишите уравнение реакции $MgO + H_{2} SO_{4}$.
Получение оксидов
Оксиды образуются при взаимодействии некоторых простых веществ (металлов и неметаллов) с кислородом:
$Ca + O_{2} \rightarrow CaO$,
$N_{2} + O_{2} \rightarrow 2 NO$.
Также при взаимодействии некоторых сложных веществ (бинарных) с кислородом:
$4 FeS + 7 O_{2} \rightarrow 2 Fe_{2} O_{3} + 4 SO_{2}$,
$CH_{4} + 2 O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2 H_{2} O$,
$2 CO + O_{2} \rightarrow 2 CO_{2}$.
До оксидов могут разлагаться некоторые соли и гидроксиды:
$CaCO_{3} \rightarrow CaO + CO_{2}$,
$Fe \left( OH \right)_{2} \rightarrow FeO + H_{2} O$.
Контрольные вопросы
- С какими соединениями могут взаимодействовать основные оксиды?
- Какие основные оксиды не взаимодействуют с водой?
- С какими соединениями могут взаимодействовать кислотные оксиды?
- Какой кислотный оксид не взаимодействует с водой?
Упражнение
- В
- В
- $H_{2} O + SO_{2} \rightarrow H_{2} SO_{3}$
- $MgO + H_{2} SO_{4} \rightarrow MgSO_{4} + H_{2} O$
