Реагируют ли оксиды с кислородом. Внеклассный урок - основные оксиды. Что такое оксиды
Основными называются такие оксиды, которым соответствуют основания. Например, Na 2 O, CaO являются основными оксидами, так как им соответствуют основания NaOH, Ca(OH) 2 .
Получение основных оксидов
- Взаимодействие металла с кислородом:
2Mg + O 2 = 2MgO,
2Cu + O 2 = 2CuO.
Этот метод неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды и супероксиды, и только литий, сгорая, образует оксид Li 2 O.
2. Обжиг сульфидов:
2CuS + 3O 2 = 2 CuO + 2SO 2 ,
4FeS 2 + 11O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 8SO 2 .
Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.
3. Разложение нерастворимых оснований (при t):
Сu(OH) 2 = CuO + H 2 O.
4. Разложение солей кислородсодержащих кислот — чаще нитратов и карбонатов (при t):
ВаСО 3 = ВаО + СО 2 ,
2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2 ,
4FeSO 4 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2 .
Свойства основных оксидов
Большинство основных оксидов представляет собой твердые кристаллические вещества ионного характера, в узлах кристаллической решетки расположены ионы металлов, достаточно прочно связанные с оксид-ионами О -2 , поэтому оксиды типичных металлов обладают высокими температурами плавления и кипения.
1. Большинство основных оксидов не распадаются при нагревании, исключение составляют оксиды ртути и благородных металлов:
2HgO = 2Hg + O 2 ,
2Ag 2 O = 4Ag + O 2 .
2. Типичные реакции с образованием солей:
3. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно реагируют с водой:
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH,
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 .
4. Как и все другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:
Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe,
3CuO + 2NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H 2 O,
Оксиды
- сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых - атом кислорода в степени окисления -2
.
По способности образовывать соли оксиды делят на солеобразующие
и несолеобразующие
(СО,SiO,NO,N 2 О). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, классифицируют на основные, кислотные и амфотерные
.
Основными называются оксиды, которым соответствуют основания, кислотными - оксиды, которым отвечают кислоты. К амфотерным относятся оксиды, проявляющие химические свойства как основных, так и кислотных оксидов.
Основные оксиды образуют только элементы-металлы: щелочные (Li 2 О, Na 2 О, К 2 О, Cs 2 О, Rb 2 О), щелочноземельные (CaO, SrO, BaO, RaO) и магний (MgO), а также металлы d-семейства в степени окисления +1, +2, реже +3(Cu 2 O, CuO, Ag 2 O, СrO, FeO, MnO, СоO, NiO).
Кислотные оксиды образуют как элементы-неметаллы (СО 2 , SO 2 , NO 2 ,Р 2 O 5 , Cl 2 O 7), так и элементы-металлы, степень окисления атома металла должна быть +5 и выше(V 2 O 5 , СrO 3 , Mn 2 O 7 , MnO 3). Амфотерные оксиды образуют только элементы металлы (ZnO, AI 2 O 3 , Fe 2 O 3 , BeO, Cr 2 O 3 , PbO, SnO, MnO 2).
В обычных условиях оксиды могут находиться в трех агрегатных состояниях: все основные и амфотерные оксиды твердые вещества, кислотные оксиды могут быть жидкими (SO 3 ,Сl 2 O7,Mn 2 O7), газообразными (CO 2 , SO 2 , NO 2) и твердыми (P 2 O 5 , SiO 2). Некоторые имеют запах (NO 2 , SO 2), однако большинство оксидов запаха не имеют. Одни оксиды окрашены: бурый газ NO 2 , вишнево-красный CrO 3 , черные CuO и Ag 2 O, красные Cu 2 O и HgO, коричневый Fe 2 O 3 , белые SiO 2 , Аl 2 O 3 и ZnO, другие - бесцветные (H 2 O, CO 2 , SO 2).
Большинство оксидов устойчивы при нагревании; легко разлагаются при нагревании оксиды ртути и серебра. Основные и амфотерные оксиды имеют , для них характерна кристаллическая решетка ионного типа. Большинство кислотных оксидов вещества (одно из немногих исключений - оксид кремния (IV), имеющий атомную кристаллическую решетку).
Al 2 O 3 +6KOH+3H 2 O=2K 3 - гексагидроксоалюминат калия;
ZnO+2NaOH+H 2 O=Na 2 - тетрагидроксоцинкат натрия;
Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород со степенью окисления ($-2$).
Общая формула оксидов: $Э_{m}O_n$, где $m$ — число атомов элемента $Э$, а $n$ — число атомов кислорода. Оксиды могут быть твердыми (песок $SiO_2$, разновидности кварца), жидкими (оксид водорода $H_2O$), газообразными (оксиды углерода: углекислый $CO_2$ и угарный $CO$ газы). По химическим свойствам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие.
Несолеобразующими называются такие оксиды, которые не взаимодействуют ни со щелочами, ни с кислотами и не образуют солей. Их немного, в их состав входят неметаллы.
Солеобразующими называются такие оксиды, которые взаимодействуют с кислотами или основаниями и образуют при этом соль и воду.
Среди солеобразующих оксидов различают оксиды основные, кислотные, амфотерные.
Основные оксиды — это такие оксиды, которым соответствуют основания. Например: $CaO$ соответствует $Ca(OH)_2, Na_2O — NaOH$.
Типичные реакции основных оксидов:
1. Основный оксид + кислота → соль + вода (реакция обмена):
$CaO+2HNO_3=Ca(NO_3)_2+H_2O$.
2. Основный оксид + кислотный оксид → соль (реакция соединения):
$MgO+SiO_2{→}↖{t}MgSiO_3$.
3. Основный оксид + вода → щелочь (реакция соединения):
$K_2O+H_2O=2KOH$.
Кислотные оксиды — это такие оксиды, которым соответствуют кислоты. Это оксиды неметаллов:
N2O5 соответствует $HNO_3, SO_3 — H_2SO_4, CO_2 — H_2CO_3, P_2O_5 — H_3PO_4$, а также оксиды металлов с большим значением степеней окисления: ${Cr}↖{+6}O_3$ соответствует $H_2CrO_4, {Mn_2}↖{+7}O_7 — HMnO_4$.
Типичные реакции кислотных оксидов:
1. Кислотный оксид + основание → соль + вода (реакция обмена):
$SO_2+2NaOH=Na_2SO_3+H_2O$.
2. Кислотный оксид + основный оксид → соль (реакция соединения):
$CaO+CO_2=CaCO_3$.
3. Кислотный оксид + вода → кислота (реакция соединения):
$N_2O_5+H_2O=2HNO_3$.
Такая реакция возможна, только если кислотный оксид растворим в воде.
Амфотерными называются оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства. Это $ZnO, Al_2O_3, Cr_2O_3, V_2O_5$. Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются.
Типичные реакции амфотерных оксидов:
1. Амфотерный оксид + кислота → соль + вода (реакция обмена):
$ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O$.
2. Амфотерный оксид + основание → соль + вода или комплексное соединение:
$Al_2O_3+2NaOH+3H_2O{=2Na,}↙{\text"тетрагидроксоалюминат натрия"}$
$Al_2O_3+2NaOH={2NaAlO_2}↙{\text"алюминат натрия"}+H_2O$.
Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород. В названиях оксидов сначала указывают слово оксид, затем название второго элемента, которым он образован. Какие особенности имеют кислотные оксиды, и чем они отличаются от других видов оксидов?
Классификация оксидов
Оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Уже по названию ясно, что несолеобразующие не образуют солей. Таких оксидов немного: это вода H 2 O, фторид кислорода OF 2 (если условно его считать оксидом), угарный газ, или оксид углерода (II), монооксид углерода CO; оксиды азота (I) и (II): N 2 O (оксид диазота, веселящий газ) и NO (монооксид азота).
Солеобразующие оксиды образуют соли при взаимодействии с кислотами или щелочами. В качестве гидроксидов им соответствуют основания, амфотерные основания и кислородосодержащие кислоты. Соответственно они называются основными оксидами (например, CaO), амфотерными оксидами (Al 2 O 3) и кислотными оксидами, или ангидридами кислот (CO 2).
Рис. 1. Виды оксидов.
Часто перед учащимися встает вопрос, как отличить основной оксид от кислотного. Прежде всего необходимо обратить внимание на второй элемент рядом с кислородом. Кислотные оксиды – содержат неметалл или переходный металл (CO 2 , SO 3 , P 2 O 5) основные оксиды – содержат металл (Na 2 O, FeO, CuO).
Основные свойства кислотных оксидов
Кислотные оксиды (ангидриды) – вещества, которые проявляют кислотные свойства и образуют кислородосодержащие кислоты. Следовательно, кислотным оксидам соответствуют кислоты. Например, кислотным оксидам SO 2 ,SO 3 соответствуют кислоты H 2 SO 3 и H 2 SO 4 .
Рис. 2. Кислотные оксиды с соответствующими кислотами.
Кислотные оксиды, образуемые неметаллами и металлами с переменной валентностью в высшей степени окисления (например, SO 3 , Мn 2 O 7), реагируют с основными оксидами и щелочами, образуя соли:
SO 3 (кислотный оксид)+CaO (основной оксид)=СaSO 4 (соль);
Типичными реакциями являются взаимодействие кислотных оксидов с основаниями в результате чего образуется соль и вода:
Mn 2 O 7 (кислотный оксид)+2KOH (щелочь)=2KMnO 4 (соль)+H 2 O (вода)
Все кислотные оксиды, кроме диоксида кремния SiO 2 (кремниевый ангидрид, кремнезем), реагируют с водой, образуя кислоты:
SO 3 (кислотный оксид)+H 2 O (вода)=H 2 SO 4 (кислота)
Кислотные оксиды образуются при взаимодействии с кислородом простых и сложных веществ (S+O 2 =SO 2), либо при разложении в результате нагревания сложных веществ, содержащих кислород, – кислот, нерастворимых оснований, солей (H 2 SiO 3 =SiO 2 +H 2 O).
Список кислотных оксидов:
| Название кислотного оксида | Формула кислотного оксида | Свойства кислотного оксида |
| Оксид серы (IV) | SO 2 | бесцветный токсичный газ с резким запахом |
| Оксид серы (VI) | SO 3 | легколетучая безцветная токсичная жидкость |
| Оксид углерода (IV) | CO 2 | бесцветный газ без запаха |
| Оксид кремния (IV) | SiO 2 | бесцветные кристаллы, обладающие прочностью |
| Оксид фосфора (V) | P 2 O 5 | белый легковозгораемый порошок с неприятным запахом |
| Оксид азота (V) | N 2 O 5 | вещество, состоящее из бесцветных летучих кристаллов |
| Оксид хлора (VII) | Cl 2 O 7 | бесцветная маслянистая токсичная жидкость |
| Оксид марганца (VII) | Mn 2 O 7 | жидкость с металлическим блеском, являющаяся сильным окислителем. |
Рис. 3. Примеры кислотные оксиды.
Что мы узнали?
Кислотные оксиды относятся к солеобразующим оксидам и образуются с помощью кислот. Кислотные оксиды вступают в реакции с основаниями и водой, а их образование происходит при нагревании и разложении сложных веществ.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 552.
Кислотными называются оксиды, взаимодействующие с основаниями (или основными оксидами) с образованием солей.
Кислотные оксиды представляют собой оксиды неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления, им соответствуют кислотные гидроксиды, обладающие свойствами кислот.
Например, S +6 O 3 → H 2 S +6 O 4 ; N 2 +5 O 5 → HN +5 O 3 , причем степень окисления элемента не изменяется при переходе от оксида к гидроксиду.
Получение кислотных оксидов
1. Окисление кислородом
4Р + 5О 2 = 2Р 2 О 5 ,
2. Горение сложных веществ
СН 4 + 2О 2 → СО 2 + 2 Н 2 О;
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ,
Химические свойства кислотных оксидов
1. Большинство кислотных оксидов непосредственно взаимодействуют с водой с образованием кислот:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 ,
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 ,
P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 ,
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4.
2. Наиболее типичными для кислотных оксидов являются их следующие реакции с образованием солей:
3. Кислотные оксиды могут вступать в многочисленные окислительно-восстановительные реакции, например,
СO 2 + C = 2CO,
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ,
SO 2 +2H 2 S = 3S + 2H 2 O,
4CrO 3 + C 2 H 5 OH = 2Cr 2 O 3 + 2CO 2 + 3H 2 O
4. Менее летучие кислотные оксиды вытесняют более летучие кислотные оксиды из их солей (сплавление):
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2
