Учебник по Химии. 8 класс. Григорович - Новая программа

§ 2. Кислород и вода. Реакции разложения, соединения

Физические свойства кислорода

Воздух — это сложная смесь около 15 различных газов. Содержание азота в воздухе составляет 78 % от объема воздуха, а кислорода — 21 %. Кроме того, в воздухе содержится небольшое количество аргона (0,9 %), углекислого газа (0,03 %), озона, водяного пара и других газов.

Для живых существ важнейшим компонентом воздуха является кислород, поскольку он поддерживает дыхание и горение.

При обычных условиях кислород — газ без цвета, вкуса и запаха. Толстый слой жидкого кислорода — светло-голубого цвета.

Кислород малорастворим в воде. Плотность газообразного кислорода немного больше плотности воздуха.

Получение кислорода

Для получения кислорода в лаборатории используют гидроген пероксид Н2O2. Гидроген пероксид при обычных условиях разлагается, но очень медленно, даже если его подогреть на горелке. Но если в раствор гидроген пероксида внести щепотку манган(ІV) оксида, то реакция протекает намного быстрее:

В данной реакции манган(ІV) оксид играет роль катализатора — вещества, которое изменяет скорость химической реакции, но в ней не расходуется.

Реакция получения кислорода является примером реакции разложения.

Реакции разложения — это реакции, в которых из одного сложного вещества образуется несколько других веществ.

В общем виде уравнение реакции разложения можно записать следующим образом:

А = В + С

Химические свойства кислорода

Кислород — химически очень активное вещество. Он взаимодействует почти со всеми простыми веществами и со многими сложными. Множество реакций взаимодействия веществ с кислородом протекают с выделением теплоты и света, т. е. происходит горение.

При взаимодействии простых веществ с кислородом образуются оксиды:

2 + O2 = 2Н2O

С + O2 = CO2

S + O2 = SO2

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

2Mg + O2 = 2MgO

2Cu + O2 = 2CuO

Во всех этих уравнениях в левой части записаны формулы двух веществ, а в правой части — одного вещества. Такие реакции называют реакциями соединения.

Реакции соединения — это реакции, в которых из двух простых или сложных веществ образуется одно сложное вещество.

В общем виде уравнение реакции соединения можно записать следующим образом:

А + В = С

Некоторые сложные вещества также способны гореть. В таких реакциях в большинстве случаев образуется несколько оксидов — оксидов тех элементов, которые входили в состав сложного вещества:

СН4 + 2O2 = СO2↑ + 2Н2O

2H2S + 3O2 = 2SO2↑+ 2Н2O

Физические свойства воды

Формула воды (гидроген оксида) — Н2O. При комнатной температуре вода находится в жидком состоянии — это бесцветная жидкость, в толстом слое — бледно-голубая.

При атмосферном давлении и температуре 0 °С вода превращается в лед, а при 100 °С — кипит. Плотность воды — 1 г/см3 (при 4 °С).

Чистая вода почти не проводит электрический ток и плохо проводит теплоту. Она имеет высокую теплоемкость, т. е. медленно нагревается и медленно остывает.

При замерзании вода расширяется, поскольку плотность льда меньше плотности жидкой воды.

Взаимодействие воды с кислотными и основными оксидами

Все кислотные оксиды (за исключением силиций(ІV) оксида SiO2) вступают в реакции соединения с водой с образованием кислот:

СO2 + Н2O = Н2СO3 (карбонатная кислота)

Р2O5 + 3Н2O = 2Н3РO4 (ортофосфатная кислота)

Поскольку гидраты основных оксидов являются основаниями, то при взаимодействии с водой эти оксиды должны образовывать основания. Но большинство основных оксидов с водой не взаимодействуют.

Обратите внимание! В реакцию с водой вступают только оксиды, гидраты которых являются щелочами, в частности:

Na2O + Н2O = 2NaOH

СаО + Н2O = Са(ОН)2

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте физические свойства кислорода и воды.

2. Почему лед всегда плавает на поверхности жидкой воды?

3. Какие реакции называют реакциями соединения? разложения?

4. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства кислорода.

5. Приведите уравнения реакций взаимодействия воды с кислотными и основными оксидами.

Задания для усвоения материала

1. Какие из данных оксидов взаимодействуют с водой? Составьте соответствующие уравнения реакций.

Na2O, СO2, SO3, Сr2O3, SiO2.

2. В результате сгорания сероуглерода CS2 израсходовался кислород массой 24 г и образовались карбон(ІV) оксид массой 11 г и сульфур(ІV) оксид массой 32 г. Составьте уравнение этой реакции и определите массу сгоревшего сероуглерода.

3. Дополните схемы реакций и назовите продукты реакций:

а) К2O + Н2O —> ...;

б) SO2 + Н2O —> ...;

в) ... + Н2O —> Ва(ОН)2.