§ 40. Оксиды
1. Какие вещества называют оксидами и как их классифицируют? Начертите в тетрадях таблицу и в соответствующих графах запишите перечисленные ниже формулы оксидов: Na2O, N2O5, SiO2, CaO, CrO, CrO3, CuO, Mn2O7, FeO, SO2. Дайте оксидам названия.
Оксидами — соединения из двух элементов, один из которых кислород со степенью окисления -2.
Если степень окисления кислорода -1 это пероксиды.
Оксиды классифицируют в зависимости от того, соответствуют они основанию или кислоте. Различают основные, кислотные и амфотерные оксиды.
| Кислотные оксиды | Основные оксиды |
|---|---|
| N2O5 — оксид азота (V) | Na2O — оксид натрия |
| SiO2 — оксид кремния | CaO — оксид кальция |
| CrO3 — оксид хрома (VI) | CrO — оксид хрома (II) |
| Mn2O7 — оксид марганца (VII) | CuO — оксид меди (II) |
| SO2 — оксид серы (IV) | FeO — оксид железа (II) |
2. Составьте уравнения реакций, схемы которых даны ниже:
а) Li + … → Li2O
е) Li2O + … → LiNO3 + H2O
б) Ca + … → CaO
ж) CuO + … → CuCl2 + H2O
в) C + … → CO2
3) Li2O + … → LiOH
г) Al + … → Al2O3
и) P2O5 + … → H3PO4
д) PH3 + … → P2O5 + H2O
к) SO3 + … → Na2SO4 + …
а) 4Li + O2 = 2Li2O
б) 2Ca + O2 = 2CaO
в) C + O2 = CO2
г) 4Al + 3O2 = 2Al2O3
д) 2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
е) Li2O + 2HNO3 = 2LiNO3 + H2O
ж) CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
3) Li2O + H2O = 2LiOH
и) P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
к) SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
3. Напишите формулы оксидов, которым соответствуют следующие кислоты: H2SO4, H2SO3, H2CO3, H2SiO3, HMnO4, H3BO3.
Такая задача решается в уме, но человеком подготовленным.
В чем тут фокус?
Степень окисления элемента и его валентность в кислоте/основании всегда равна степени окисления элемента и его валентности в соответсвующем оксиде.
Еще кое-что: формулу оксида можно получить, если вычесть из формулы кислоты/основания воду — H2O.
Давайте на примерах:
в H2SO4 степень окисления S = +6 (если не понимаете почему: кислород = -2*4, водород +1*2, а молекула в целом имеет заряд 0).
Значит, в оксиде серы степень окисления также будет +6. Формула — SO3.
В сернистой кислоте H2SO3 валентность S = 4, значит в оксиде серы валентность будет также равна 4. Отсюда формула оксида — SO2.
Другой пример:
вычтем из формулы кислоты воду H2CO3 — H2O = CO2.
Ответы: 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
CaO + H2O = Ca(OH)2
б) 2Cu + O2 = 2CuO
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
в) 4P + 5O2 = 2P2O5
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
г) SO3 + 2KOH = K2SO4 + H2O
д) N2O5 + 2LiOH = 2LiNO3
е) P2O5 + 3Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 +3H2O
5. Перечислите некоторые отрасли экономики, в которых применяются оксиды. Приведите примеры.
Металлургия: получения железа (стали и чугуна) из оксидов железа Fe2O3 и Fe3O4
Строительство: получение гашеной извести Ca(OH)2 из негашеной извести CaO.
Производство стекла: применяют оксид кремния (IV) — SiO2.
Химическая промышленность: получение серной кислоты из оксида серы SO3.
Производство красок: в качестве компонентов белой краски используют ZnO, TiO2.
В быту: вода это тоже оксид — H2O.
6. Выведите химическую формулу оксида, если известно, что натрий с кислородом соединяется в массовом отношении 2,3 : 0,8.
Решение:
Рекомендую вспомнить § 15. Вычисления по химическим формулам. Массовая доля в соединении
m (Na) : m (O) = x * Ar (Na) : y * Ar (O), где x и y — некоторые коэффициенты, показывающие соотношение количества атомов элементов в соединении.
m (Na) : m (O) = 23x : 16y
2,3 : 0,8 = 23x : 16y
Или,
2,3 : 23x = 0,8y : 16
0,1x = 0,05y
x = 0,5y
Разумеется, y не может быть меньше единицы. Значит, x = 2, y = 1. А формула оксида Na2O.
Ответ: формула оксида Na2O
7. Напишите уравнение реакции оксида фосфора (V) с избытком воды и вычислите соотношение масс элементов в реагирующих веществах.
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
Для P2O5:
P : O = 2 * Ar (P) : 5 * Ar (O) = 2*31 : 5*16 = 62 : 80 = 31 : 40
Для H2O:
H : O = 2 * Ar (H) : 1 * Ar (O) = 2*1 : 16 = 1 : 8
Тестовые задания
1. Формулы только оксидов приведены в ряду
1) H2SO4, CaO, CuCl2
2) Na2CO3, Na2O, Cl2O7
3) CO2, Li2O, Al2O3
4) KOH, K2O, BaO
Ответ: 3.
2. Формулы только основных оксидов приведены в ряду
1) CO2, Al2O3, K2O
2) CaO, BaO, Na2O
3) NO2, MgO, SO2
4) P2O5, Fe2O3, ZnO
Ответ: 2.
3. Два кислотных оксида указаны в пункте
1) MnO2 и ZnO
2) Fe2O3 и CO2
3) SO3 и CrO3
4) P2O5 и Na2O
Ответ: 3.
SO3 — H2SO4 серная кислота; CrO3 — H2CrO4 хромовая кислота.
4. Из приведенных уравнений химических реакций выберите уравнение, которое не характеризует свойство кислотных оксидов
1) SO3 + H2O = H2SO4
2) SO3 + Na2O = Na2SO4
3) SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
4) H2SO4 = SO3 + H2O
Ответ: 4.
В данном пункте речь идет о кислоте, а не о кислотном оксиде. Вопрос с подвохом 😉
5. Установите соответствие между формулой оксида и формулой соответствующего ему основания или кислоты.
| 1) Na2O | А. H2SO4 |
| 2) SO3 | Б. H2CO3 |
| 3) BaO | В. NaOH |
| 4) CO2 | Г. Ba(OH)2 |
| Д. H2SO3 |
Ответы: 1 — В, 2 — А, 3 — Г, 4 — Б.
Лишний пункт Д сернистой кислоты H2SO3 должен соответствовать оксиду серы SO2.