Оксиды. Химические свойства. 11 класс
Оксиды – соединения двух элементов, один из которых кислород в ст. ок. -2. Высшие оксиды Низшие оксиды Двойные оксиды Высшая степень окисления SO 3 Низшая степень окисления SO 2 Разные степени окисления Fe 3 O 4 = Fe. O Fe 2 O 3 Mn 3 O 4 = Mn. O Mn 2 O 3 Pb 2 O 3 = Pb. O 2
Классификация оксидов. Оксид неметалла CO, N 2 O, Si. O, S 2 O Несолеобразу ющий оксид Оксид металла в степени окисления остальные +5, +6, +7, +8 кислотный +3, +4 +2 Be. O, Zn. O, остал Pb. O, ьные Sn. O амфотерный +1 основный Солеобразующий оксид Распределить оксиды по классам: Na 2 O, Fe. O, Al 2 O 3, CO, Cr 2 O 3, Mn 2 O 7, K 2 O, Zn. O, Sb 2 O 5, Pb. O 2, Mg. O, Cr. O 3, P 2 O 5, I 2 O 7, CO 2
Сравните два вещества: О Н Н О О Соединения, содержащие в своем составе непосредственно связанные друг с другом атомы кислорода (-О-О-), называются пероксиды.
1. Дать названия веществам, выделить оксиды: H 2 O, CO 2, As 2 O 3, P 2 O 5, I 2 O 7, SO 2, OF 2, H 2 O 2, HCl. O, SO 3, Na 2 O 2, KO 2, CO. Надпероксиды — неорганические соединения, содержащие анион О 2− (атомы О в степени окисления − 1/2) 2. Составить формулы оксидов, указать их характер: Углекислый газ, угарный газ, веселящий газ, негашеная известь, глинозем, жженая магнезия, кремнезем, сернистый газ. 3. Составь формулы и укажи их характер высших оксидов всех элементов: А) VIА группы Б) 3 периода Какая существует закономерность в изменении свойств высших оксидов элементов одного периода?
4. Определи элементы по следующим данным: 1) Элемент V группы, образует высший оксид, в котором суммарное число протонов в молекуле меньше 80, а суммарное число электронов больше 55. 2) Элемент Y образует два газообразных оксида (с. о. равны +2 и +4), один из них – несолеобразующий. 3) Элемент-металл Y образует два соединения с кислородом, одно из которых – амфотерный оксид. 4) Элемент Z в виде простого вещества входит в состав земной атмосферы, образует два несолеобразующих оксида и несколько солеобразующих. 1) P 2) С 3) Fe Cr 4) N
Несолеобразующие оксиды CO, N 2 O, Si. O, S 2 O 1) В химические реакции вступают редко 2) Безразличны к кислотам и щелочам 3) Не имеют соответствующих гидроксидов СО (угарный газ): При высокой температуре восстанавливает многие металлы и неметаллы из их оксидов: CO + Cu. O = Cu + CO 2↑ CO + Fe 3 O 4 = Fe + CO 2↑ CO + H 2 O = H 2↑ + CO 2↑ CO + P 2 O 5 = P + + CO 2↑
Оксид Соответствующий гидроксид Основный оксид Основание Кислотный оксид Кислота Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид
Алгоритм 1) Определи ст. ок. элемента в оксиде Пример N 2+3 O-23 2) Определи характер оксида и соответствующего Оксид кислотный , ему гидроксида соответствующий гидроксид - кислота 3) Составь формулу гидроксида в форме основания, дописав к элементу необходимое число ОН-групп 4) Если гидроксид – кислота, запиши его формулу в виде кислоты; для этого: а) перепиши формулу в виде Hх. ЭОх б) из полученной формулы вычти максимальное количество групп H 2 O таким образом, чтобы остался хотя бы один Н-атом N+3(OH)3 а) H 3 NO 3 б) H 3 NO 3 - H 2 O => HNO 2 Ответ: оксиду N 2 O 3 соответствует гидроксидкислота HNO 2. Исключения: Оксиду P 2 O 5 соответствуют 3 кислоты – HPO 3, H 4 P 2 O 7, H 3 PO 4. Оксиду Cr. O 3 соответствуют 2 кислоты –H 2 Cr 2 O 7 и H 2 Cr. O 4. У оксидов NO 2 и Cl. O 2 нет соответствующих гидроксидов.
Составь графические формулы гидроксидов, соответствующих оксиду: N 2 O 3, P 2 O 5, NO 2, Be. O, Cr. O 3, CO 2, Co 2 O 3, Cl 2 O 7.
Основные оксиды Оксиды, которым соответствуют гидроксиды-основания. Твердые ионные кристаллы, высокие температуры плавления и кипения
Химические свойства основных оксидов: 1 Основный оксид + Вода = Щелочь С водой взаимодействуют только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Щелочные металлы: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Щелочноземельные металлы: Ca, Sr, Ba, Ra. K 2 O + H 2 O = Mg. O + H 2 O = K 2 O + H 2 O = KOH Mg. O + H 2 O ≠
2 Основный оксид + Кислота = Соль + Вода Mg. O + H 2 SO 4 = Mg. SO 4 + H 2 O Кислая соль Основная соль Na. HS Mg. OHCl Получите кислую и основную соль: При образо. При избытке Na O + H S(изб) = Na. HS + H O 2 2 2 вании кислых кислоты и основных образуется солей вода кислая соль. может не При избытке Mg. O(изб) + HCl = Mg. OHCl выделяться оксида или даже образуется основная соль. Fe 3 O 4 + HCl = поглощаться.
3 Основный оксид + Кислотный оксид / Амфотерный = Соль 1) Реакции между твердыми оксидами идут Ba. O + Si. O 2 при нагревании или Fe. O + SO 3 = сплавлении. 2) Нерастворимые в воде Fe. O + CO 2 = основные оксиды не Fe. O + CO = взаимодействуют с K 2 O + Zn. O газообразными кислотными оксидами. Mg. O + Al O 2 3 3) Амфотерные оксиды в таких случаях проявляют кислотные свойства.
4 Основный оксид + Амфотерный гидроксид = Соль + Вода 1) Амфотерные гидроксиды в данном случае будут являться кислотами. 2) Сплавление. Na 2 O + Al(OH)3 K 2 O + Al(OH)3 Na 2 O + Zn(OH)2 K 2 O + Zn(OH)2
Окислительно-восстановительные реакции основных оксидов: Ag 2 O = Восстановление: 1) При нагревании разлагаются оксиды Hg. O = благородных металлов и ртути. 2) При высокой температуре С и H 2 ( как и СО) Fe 2 O 3 + C = восстанавливают оксиды (частично или Fe. O + C = полностью). При восстановлении оксидов Ca. O + C = щелочных, щелочноземельных металлов и Al выделяется не сам металл, а его карбид или Al 2 O 3 + C = гидрид. Ca. O + H 2 = 3) При высокой температуре более активные Cr 2 O 3 + H 2 = металлы восстанавливают менее активные металлы из их оксидов. В качестве Fe 3 O 4 + Al = восстановителей обычно используют Al Cu. O + Zn = (алюмотермия) или Mg (магнийтермия) WO 3 + Al = Окисление: 1) Под действием кислорода (при нагревании или Fe. O + O = 2 с катализатором) низшие оксиды переходят в Ba. O + O 2 = высшие, а оксиды щелочных и щелочноземельных металлов в пероксиды. Na 2 O + O 2 = 5
Дз • Скан Дерябина с 25 (на компе в каб 301)
Кислотные оксиды Оксиды, которым соответствует гидроксиды – кислоты. Ковалентная полярная связь Молекулярное строение Газ: CO 2, SO 2, N 2 O, NO 2 Атомное строение Si. O 2 твердый, очень тугоплавкий оксид (песок) Жидкость (летучие): SO 3, N 2 O 3 Твердые (летучие): Se. O 2, Te. O 2, N 2 O 5, P 2 O 5 Ангидрид – продукт отщепления воды от соответствующей кислоты. SO 2 – ангидрид сернистой кислоты H 2 SO 3, SO 3 – ангидрид серной кислоты H 2 SO 4, P 2 O 5 – ангидрид трех кислот – метафосфорной HPO 3, пирофосфорной H 4 P 2 O 7, ортофосфорной H 3 PO 4.
Химические свойства кислотных оксидов: 1 Кислотный оксид + Вода = Кислота 1) Ст. ок. сохраняется. SO 3 + H 2 O= 2) Реакции Si. O 2 + H 2 O = диспропорционирования: NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2 и Cl. O 2 NO 2 + H 2 O = HNO 3 + NO↑ 3) При растворении в Cl. O 2 + H 2 O = HCl. O 3 + HCl. O 2 воде оксидов P 2 O 5 и Cr. O 3 Cl. O 2 + H 2 O = HCl. O 3 + HCl в зависимости от числа P 2 O 5 + H 2 O = HPO 3 Метафосф присоединенных P 2 O 5 + H 2 O = H 4 P 2 O 7 Пирофосф молекул воды могут P 2 O 5 + H 2 O = H 3 PO 4 Ортофосф образоваться разные Cr. O 3 + H 2 O = H 2 Cr. O 4 Хромовая кислоты. Cr. O 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7 Дихромова
2 Кислотный + Основание оксид = Соль + Вода Si. O 2 + Na. OH = При избытке кислотного оксида образуется кислая соль. CO 2(изб) + Na. OH = Na. HCO 3 P 2 O 5(изб) + Ca(OH)2 = Ca. HPO 4 + H 2 O P 2 O 5(изб) + Ca(OH)2 + H 2 O = Ca(H 2 PO 4) При избытке CO + Mg(OH) (изб) = (Mg. OH) CO + 2 2 2 3 основания H 2 O образуется основная соль.
2 Кислотный + Основание оксид = Соль + Вода Реакции диспропорци-NO 2 + Na. OH = Na. NO 3 + Na. NO 2 + H 2 O онирования: NO 2 и Cl. O 2 + Na. OH = Na. Cl. O 3 + Na. Cl. O 2 + H 2 O Cl. O 2 + Na. OH Na. Cl. O 4 + Na. Cl + H 2 O Кислотный оксид CO 2 реагирует с Cu(OH)2, а также с некоторыми амфотерными гидроксидами (Be(OH)2, Zn(OH)2, Pb(OH)2) с образованием основных солей и воды. CO 2 + Cu(OH)2 = (Cu. OH)2 CO 3↓ + H 2 O
3 Кислотный + оксид Основный оксид / Амфотерный = Соль 1) Реакции между + Si. O 2 = твердыми оксидами идут при нагревании или P 2 O 5 + Cu. O = сплавлении. 2) Амфотерные оксиды в SO 3 + Al 2 O 3 = таких случаях проявляют основные свойства. Ba. O
4 Кислотный + оксид нелетучий Соль = Соль Нелетучие Si. O 2 + Сa. CO 3 = кислотные P 2 O 5 + Na 2 CO 3 = оксиды вытесняют при Si. O 2 + Сa 3(PO 4)2= сплавлении летучие кислотные оксиды из их солей. Кислотный + оксид летучий
Окислительно-восстановительные реакции кислотных оксидов: СO 2 + C = CO↑ Восстановление: 1) При высокой температуре С и H 2 Si. O 2 + C = Si. O + CO↑ восстанавливают оксиды (частично или SO 3 + C = SO 2 + CO↑ полностью). 2) При восстановлении неметаллов из их SO 2 + C = S + CO 2↑ оксидов часто используют N 2 O + C = N 2 + CO 2↑ магнийтермию. NO + C = N 2 + CO 2↑ NO 2 + C = N 2 + CO 2↑ P 2 O 5 + C = P + CO↑ CO 2 + Mg = C + Mg. O H 2 O + C = H 2 + CO↑ Si. O 2 + Mg = Si + Mg. O N 2 O + Mg = N 2 + Mg. O N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O CO 2 + Ca = Ca. C 2 + Ca. O NO + H 2 = N 2 + H 2 O CO 2 + H 2 = CH 4 + H 2 O 5
5 Окислительно-восстановительные реакции кислотных оксидов: NO + O 3 = NO 2 + O 2 SO + O 3 = SO 3 + O 2 NO + O 3 = N 2 O 5 + O 2 CO + O 2 = CO 2 SO + O 2 = SO 3 P O + O 2 = P 2 O 5 NO + O 2 = NO 2 N 2 O 3 + O 2 = N 2 O 4 Восстановление: 1) При высокой температуре С и H 2 2 восстанавливают оксиды (частично или полностью). 2 2) При восстановлении неметаллов из их оксидов часто используют магнийтермию. Окисление: 1) Под действием кислорода (озона) при 2 нагревании или с катализатором низшие 2 3 оксиды переходят в высшие.
Домашнее задание
Составь уравнения реакций, соответствующие схемам:
Амфотерные оксиды Ст. ок. +3, +4 Be. O Zn. O Pb. O Sn. O Проявляют кислотные и основные свойства.
Химические свойства амфотерных оксидов: 1 Амфотерный + оксид Вода Al 2 O 3 + H 2 O ≠ ≠
2 Амфотерный + Кислота оксид Основный оксид При избытке кислоты образуется кислая соль. При избытке оскида образуется основная соль. = Соль + Вода Al 2 O 3 + H 2 SO 4 = Al 2(SO 4)3 + H 2 O Al 2 O 3 + H 3 PO 4(изб) = Al(H 2 PO 4)3 + H 2 O Zn. O(изб) + HCl = Zn. OHCl
3 Амфотерный Кислотный + = оксид Основный оксид SO 3 + Al 2 O 3 = Zn. O + P 2 O 5 = Соль * см. «Кислотные оксиды»
4 Амфотерный Основный + = оксид Соль * см. «Основные оксиды» Кислотный оксид Сплавление: Na 2 O + Al 2 O 3 = Zn. O + К 2 O =
5 Амфотерный + оксид Щелочь = Соль + Вода Кислотный оксид Сплавление Zn. O + Na. OH(тв) = Na 2 Zn. O 2 + H 2 O Раствор Цинкат натрия Тетрагидро Zn. O + Na. OH + H 2 O = Na 2[Zn(OH)4] ксоцинкат натрия Fe 2 O 3 и Cr 2 O 3 взаимодействуют с щелочами только при сплавлении. Al 2 O 3 + КOH (тв) = Al 2 O 3 + КOH + H 2 O =
6 Амфотерный + оксид Соль = Соль Кислотный оксид Амфотерные Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = оксиды Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 = вытесняют при сплавлении летучие кислотные оксиды из их солей. Кислотный + оксид летучий
Домашнее задание