Учебник по Химии. 8 класс. Григорович - Новая программа

§ 30. Химические свойства оксидов

Вспомните:

• классификацию оксидов (§ 28);

• какие элементы относятся к щелочным и щелочноземельным элементам (§ 4).

Взаимодействие кислотных оксидов с водой

Все кислотные оксиды (за исключением силиций(ІV) оксида SiO2) вступают в реакции соединения с водой. В результате реакций образуются кислоты, соответствующие этим оксидам:

Составляя уравнения таких реакций, следует помнить, что все эти реакции являются реакциями соединения, а формулу продукта реакции легко определить, если «сложить» все атомы из реагентов и записать их в соответствующем для формул кислот порядке (табл. 8, с. 146):

SO3+ H2O = H2SO4

Если же все индексы оказываются четными, то их следует сократить на 2 и поставить коэффициент, например:

N2O5 + H2O = (H2N2O6) = 2HNO3

Фосфор образует две кислоты с разным содержанием Гидрогена — метафосфатную и ортофосфатную. Они образуются из фосфор(V) оксида присоединением разного количества воды:

P2O5 + H2O = (Н2Р2О6) = 2НРО3

P2O5 + 3H2O = (Н6Р2O8) = 2Н3РO4

Составив уравнение реакции кислотного оксида с водой, можно определить кислоту, соответствующую этому кислотному оксиду (табл. 9).

Таблица 9. Кислотные оксиды и соответствующие им кислоты

Кислотный оксид (ангидрид)

Кислота

CO2

H2CO3

N2O3

HNO2

N2O5

ΗΝO3

Р2O5

HPO3

H3PO4

SiO2

H2SiO3

SO3

H2SO4

SO2

H2SO3

Взаимодействие основных оксидов с водой

Основным оксидам соответствуют основания, которые должны образовываться при взаимодействии оксидов с водой. Но большинство основных оксидов с водой не взаимодействуют.

Обратите внимание, что в реакцию с водой вступают лишь те оксиды, которые образуют щелочи (оксиды щелочных и щелочноземельных элементов).

Щелочи легко отличить от нерастворимых гидроксидов по таблице растворимости (см. форзац 2), поскольку щелочи — растворимые гидроксиды.

Na2O + Н2O = 2NaOH

CaO + H2O = Ca(OH)2

Все амфотерные гидроксиды нерастворимы в воде, поэтому с водой не реагируют. Так же с водой не реагируют несолеобразующие оксиды, поскольку им не соответствуют ни кислоты, ни основания.

Кислотно-основные взаимодействия

Одним из главных принципов взаимодействия химических веществ является, что вещества с кислотными свойствами (кислоты и кислотные оксиды) всегда взаимодействуют с веществами с основными свойствами (основания и основные оксиды) (схема 4). Реакции между такими веществами называют кислотно-основными взаимодействиями. Собственно, кислоты и основания — это химические противоположности. Продуктами взаимодействия между кислотными и основными веществами всегда являются соли.

Схема 4. Взаимодействие веществ с кислотными свойствами с веществами с основными свойствами

Взаимодействие оксидов с основаниями и кислотами

Оксиды способны взаимодействовать с гидратами оксидов (кислотами и основаниями) с противоположными свойствами с образованием солей (схема 4).

Основные оксиды реагируют с кислотами. В продукт взаимодействия — соль — переходит металлический элемент из оксида и кислотный остаток из кислоты:

CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O

FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O

Обратите внимание, что в таких реакциях степени окисления элементов не меняются, и их следует использовать для составления формулы образованной соли. Оставшиеся элементы (Гидроген и Оксиген) образуют молекулу воды:

Амфотерные оксиды реагируют с кислотами так же, как и основные:

Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды.

Обратите внимание, что кислотные оксиды вступают в химические реакции только со щелочами:

Составляя уравнения реакций, нужно очень внимательно составлять формулы солей. Для этого следует помнить, как определить кислоту, которая соответствует кислотному оксиду (табл. 9, с. 158).

СO2 + Са(ОН)2 = CaCO3↓ + Н2O (СO2 соответствует Н2СO3)

СO2 + 2NaOH = Na2CO3 + Н2O (СO2 соответствует Н2СO3)

Силиций(ІV) оксиду SiO3 соответствует силикатная кислота, поэтому в реакциях силиций(ІV) оксида с основаниями образуются силикаты:

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + Н2O (SiO2 соответствует H2SiO3)

Амфотерные оксиды со щелочами взаимодействуют совсем по-другому, это вы будете изучать в § 39. Некоторые несолеобразующие оксиды также способны взаимодействовать со щелочами, о чем вы узнаете при дальнейшем изучении химии.

Взаимодействие кислотных и основных оксидов между собой

Основные и кислотные оксиды также взаимодействуют между собой с образованием солей (схема 4, с. 159).

Многие такие реакции протекают только при нагревании.

Чтобы правильно составить уравнение реакции, следует правильно определить кислоту, соответствующую кислотному оксиду (табл. 9, с. 158).

Кислотному сульфур(ІV) оксиду соответствует сульфитная кислота, поэтому продуктом реакции с основным кальций оксидом является сульфит:

SO2 + СаО = CaSO3 (SO2 соответствует H2SO3)

При взаимодействии фосфор(V) оксида с основным оксидом в зависимости от соотношения оксидов могут образоваться две соли — метафосфат и ортофосфат, поскольку этому оксиду соответствуют две кислоты:

2O5 соответствуют НРO3 и НРO4)

Выводы

1. Кислоты и кислотные оксиды — вещества с кислотными свойствами. Основания и основные оксиды — с основными свойствами. Вещества с кислотными свойствами взаимодействуют с веществами с основными свойствами с образованием солей.

2. Кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием кислот. Для определения кислоты, соответствующей кислотному оксиду, необходимо составить уравнение реакции взаимодействия кислотного оксида с водой. Основные оксиды могут взаимодействовать с водой с образованием оснований только при условии, что образуется растворимое основание (щелочь). Амфотерные и несолеобразующие оксиды с водой не реагируют.

3. Основные и амфотерные оксиды реагируют с кислотами с образованием солей. Степень окисления металлического элемента в соли и заряд кислотных остатков при этом не изменяются. Кислотные оксиды взаимодействуют только с растворимыми основаниями (щелочами), образуя соль и воду.

4. Продуктами взаимодействия основных и кислотных оксидов являются соли.

Контрольные вопросы

1. Какие вещества проявляют кислотные свойства, а какие — основные? Соединения какого класса образуются при их взаимодействии?

2. Какие вещества всегда образуются в реакциях кислотно-основного взаимодействия?

3. Какие кислотные оксиды взаимодействуют с водой, а какие — нет? Какие из основных оксидов способны взаимодействовать с водой?

4. Как определить кислотный остаток в соли, которая образуется при взаимодействии кислотного оксида со щелочью или основным оксидом?

5. Какие вещества образуются при взаимодействии основного оксида с кислотой? кислотного оксида со щелочью?

Задания для усвоения материала

1. Приведите уравнения реакций кислотных и основных оксидов с водой.

2. Из данного перечня выпишите отдельно формулы оксидов: а) кислотных; б) основных; в) несолеобразующих.

Na2O, Р2O5, СO2, СО, SO3, CrO, Cu2O, SiO2, Ν2O, Μn2O7.

3. Какие из указанных оксидов взаимодействуют с водой? Составьте соответствующие уравнения реакций.

Na2O, СO2, СО, SO3, СrO, SiO2, N2O, CuO, CaO, N2O5, Fe2O3, K2O, Al2O3, SO2.

4. Раствор, образовавшийся при растворении газообразного оксида в воде, окрашивает лакмус в красный цвет. Какой газ это может быть? Предложите два варианта ответа. Составьте уравнения реакций.

5. Гашение извести — это взаимодействие негашеной извести (кальций оксида) с водой. Составьте уравнение этой реакции.

6. Существуют ли кислотные оксиды, которым соответствуют безоксигеновые кислоты? Ответ поясните.

7. Как вы считаете, встречаются ли фосфор(V) оксид и сульфур(VІ) оксид в природе? Ответ поясните.

8. При взаимодействии каких оксидов образуются натрий карбонат, плюмбум(II) силикат, магний сульфат? Составьте уравнения реакций.

9. Дополните схемы реакций, запишите названия продуктов реакции.

а) К2O + Н2O —> ...;

б) SO2 + Н2O —> ...;

в) ... + Н2O —> NaOH;

г) ZnO + H2SO4 —> ... + ...;

д) NaOH + ... —> Na2SO3+ ...;

е) Al2O3 + N2O5 —> ... .

10. Составьте уравнения реакций; а) силиций(IV) оксида с кальций оксидом и калий гидроксидом; б) манган(II) оксида с сульфатной кислотой и сульфур(VІ) оксидом; в) барий оксида с нитратной кислотой и карбон(ІV) оксидом.

11. Относительные плотности по водороду оксидов элементов X и Y равны, соответственно, 14 и 15. Определите формулы этих оксидов.