Оксиды
Вопросы
Какие вещества называют оксидами? Приведите примеры оксидов металлов и оксидов неметаллов.
Оксидами называют бинарные химические соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых всегда является кислород в степени окисления −2. Это соединения кислорода с другими элементами, кроме фтора.
Примеры оксидов металлов:
(Na₂O) — оксид натрия
(Fe₂O₃) — оксид железа(III)
(CuO) — оксид меди(II)
(CaO) — оксид кальция
Примеры оксидов неметаллов:
(CO₂) — углекислый газ (оксид углерода(IV))
(SO₂) — оксид серы(IV)
(P₂O₅) — оксид фосфора(V)
(N₂O₅) — оксид азота(V)
Стр. 145
Подумай, ответь, выполни
1. Какие вещества называют оксидами и как их классифицируют? Начертите в тетради таблицу и в соответствующих графах запишите перечисленные ниже формулы оксидов: Na₂O, N₂O₅, SiO₂, CaO, CrO, CrO₃, CuO, Mn₂O₇, FeO, SO₂. Дайте оксидам названия.
Оксидами называют бинарные соединения элементов с кислородом, в которых кислород проявляет степень окисления –2.
Их классифицируют на:
– основные (обычно оксиды металлов с низкой валентностью),
– кислотные (оксиды неметаллов и металлов с высокой валентностью),
– амфотерные (некоторые оксиды металлов),
– несолеобразующие (например, CO, NO).
2. Составьте уравнения реакций, схемы которых даны ниже:
а) Li + … → Li₂O
б) Ca + … → CaO
в) C + … → CO₂
г) Al + … → Al₂O₃
д) PH₃ + … → P₂O₅ + H₂O
е) Li₂O + … → LiNO₃ + H₂O
ж) CuO + … → CuCl₂ + H₂O
з) Li₂O + … → LiOH
и) P₂O₅ + … → H₃PO₄
к) SO₃ + … → Na₂SO₄ + H₂O
а) (4Li + O₂ → 2Li₂O)
б) (2Ca + O₂ → 2CaO)
в) (C + O₂ → CO₂)
г) (4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃)
д) (4PH₃ + 8O₂ → 2P₂O₅ + 6H₂O)
е) (Li₂O + 2HNO₃ → 2LiNO₃ + H₂O)
ж) (CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O)
з) (Li₂O + H₂O → 2LiOH)
и) (P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄)
к) (SO₃ + Na₂O → Na₂SO₄)
или
(SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O)
3. Напишите формулы оксидов, которым соответствуют следующие кислоты: H₂SO₄, H₂SO₃, H₂CO₃, H₂SiO₃, HMnO₄, H₃BO₃.
— H₂SO₄ → SO₃
— H₂SO₃ → SO₂
— H₂CO₃ → CO₂
— H₂SiO₃ → SiO₂
— HMnO₄ → Mn₂O₇
— H₃BO₃ → B₂O₃
4. Напишите уравнения химических реакций, соответствующие следующим превращениям:
а) Ca → CaO → Ca(OH)₂
б) Cu → CuO → CuSO₄
в) P → P₂O₅ → H₃PO₄
г) SO₃ + … → K₂SO₄ + …
д) N₂O₅ + LiOH → …
е) P₂O₅ + … → Ca₃(PO₄)₂ + …
а) (2Ca + O₂ → 2CaO) — реакция кальция с кислородом (горение)
(CaO + H₂O → Ca(OH)₂) — реакция оксида кальция с водой
б) (2Cu + O₂ → 2CuO) — окисление меди в кислороде
(CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O) — взаимодействие оксида меди(II) с серной кислотой
в) (4P + 5O₂ → 2P₂O₅) — горение фосфора
(P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄) — образование фосфорной кислоты из оксида
г) (SO₃ + 2KOH → K₂SO₄ + H₂O) — взаимодействие кислотного оксида со щёлочью
д) (N₂O₅ + 2LiOH → 2LiNO₃ + H₂O) — реакция кислотного оксида с основанием
е) (P₂O₅ + 3CaO → Ca₃(PO₄)₂) — реакция кислотного оксида с основным оксидом (получение соли)
5. Перечислите некоторые отрасли экономики, в которых применяют оксиды. Приведите примеры.
Оксиды применяются в следующих отраслях экономики:
– металлургия: оксиды железа (Fe₂O₃, Fe₃O₄) используются при выплавке чугуна и стали;
– строительство: оксид кальция (CaO — известь) применяется для производства цемента, известкового раствора;
– сельское хозяйство: оксид кальция (CaO) — для известкования почв;
– медицина: оксид цинка (ZnO) входит в состав мазей и присыпок;
– промышленная химия: диоксид серы (SO₂) используют для получения серной кислоты.
6. Выведите химическую формулу оксида, если известно, что натрий с кислородом соединяется в массовом отношении 2,3 : 0,8.
Найдём отношение масс:
m(Na) = 2,3 г
m(O) = 0,8 г
Найдём количество вещества:
n(Na) = 2,3 / 23 = 0,1 моль
n(O) = 0,8 / 16 = 0,05 моль
Отношение:
Na : O = 0,1 : 0,05 = 2 : 1
Следовательно, формула оксида — Na₂O.
7. Вычислите массу фосфорной кислоты, полученной при растворении 42,6 г оксида фосфора(V) в воде.
Уравнение реакции:
(P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄)
М(P₂O₅) = 31×2 + 16×5 = 142 г/моль
М(H₃PO₄) = 1×3 + 31 + 16×4 = 98 г/моль
По уравнению:
142 г P₂O₅ → 2×98 = 196 г H₃PO₄
Составим пропорцию:
142 г — 196 г
42,6 г — x г
x = (42,6 × 196) / 142 ≈ 58,8 г
Ответ: масса фосфорной кислоты = 58,8 г
Стр. 146
Тестовые задания
1. Формулы только оксидов приведены в ряду
H₂SO₄, CaO, CuCl₂
Na₂CO₃, Na₂O, Cl₂O₇
CO₂, Li₂O, Al₂O₃
KOH, K₂O, BaO
Ответ: 3) CO₂, Li₂O, Al₂O₃.
Объяснение: оксидами являются бинарные соединения кислорода с другим элементом.
– CO₂ — оксид углерода (неметалл),
– Li₂O — оксид лития (металл),
– Al₂O₃ — оксид алюминия (металл).
Все три вещества — это оксиды. В других вариантах присутствуют кислоты, соли или основания.
2. Формулы только основных оксидов приведены в ряду
CO₂, Al₂O₃, K₂O
CaO, BaO, Na₂O
NO₂, MgO, SO₂
P₂O₅, Fe₂O₃, ZnO
Ответ: 2) CaO, BaO, Na₂O.
Объяснение: основные оксиды — это оксиды металлов с валентностью I и II.
– CaO, BaO и Na₂O — оксиды металлов (Ca, Ba, Na) с низкой валентностью.
Они взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду. Остальные варианты содержат кислотные или амфотерные оксиды.
3. Два кислотных оксида указаны в пункте
MnO₂ и ZnO
Fe₂O₃ и CO₂
SO₃ и CrO₃
P₂O₅ и Na₂O
Ответ: 3) SO₃ и CrO₃.
Объяснение: кислотные оксиды — это оксиды неметаллов или металлов с высокой степенью окисления, которые реагируют с водой или основаниями, образуя кислоты.
– SO₃ — оксид серы(VI),
– CrO₃ — оксид хрома(VI),
оба образуют кислоты: H₂SO₄ и H₂CrO₄ соответственно.
4. Из приведённых уравнений химических реакций выберите уравнение, которое не характеризует свойство кислотных оксидов.
SO₃ + H₂O = H₂SO₄
SO₃ + Na₂O = Na₂SO₄
SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O
H₂SO₄ = SO₃ + H₂O
Ответ: 4) H₂SO₄ = SO₃ + H₂O.
Объяснение: это реакция разложения кислоты, а не свойственная кислотному оксиду. Первые три — типичные реакции кислотных оксидов: с водой (образование кислоты), с основными оксидами (соль) и с основаниями (соль и вода).
5. Установите соответствие между формулой оксида и формулой соответствующего ему основания или кислоты.
Na₂O
SO₃
CO₂
CaO
А. H₂SO₄
Б. H₂CO₃
В. NaOH
Г. Ba(OH)₂
Д. H₂SO₃
1 → В (Na₂O + H₂O → 2NaOH)
2 → А (SO₃ + H₂O → H₂SO₄)
3 → Б (CO₂ + H₂O → H₂CO₃)
4 → Г (CaO + H₂O → Ca(OH)₂)
Пояснение:
— Основные оксиды металлов (Na₂O, CaO) при взаимодействии с водой дают основания.
— Кислотные оксиды неметаллов (SO₃, CO₂) при взаимодействии с водой дают кислоты.
Стр. 147