Основные классы неорганических соединений Оксиды

Оксиды - это сложные соединения, состоящие из атомов двух элементов, одним из которых является кислород. Na 2 O – оксид натрия; SO 3 – оксид серы (IV); Если элемент проявляет переменную валентность, то образует соединения различного состава – в названии указывается валентность римскими цифрами.

Основные оксиды Основные оксиды – это оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований.

Получение основных оксидов: 1. Окисление металлов 2Mg + O 2 2MgO 2Ca + O 2 2CaO (побочный продукт пероксид кальция СаО 2 ) 2Cu + O 2 2CuO При окислении щелочных металлов при н.у. – основные продукты – пероксиды металлов 2Na + O 2 Na 2 O 2 (побочный продукт оксид натрия Na 2 O) 2K + O 2 K 2 O 2 (побочный продукт оксид калия K 2 O) K 2 O 4 – надпероксид калия Исключение Li + O 2 Li 2 O (основной продукт – оксид лития)

Пероксиды металлов Na 2 O 2 + 2Na 2Na 2 O Na 2 O 2 + 2H 2 O 2NaOH + H 2 O 2 Na 2 O 2 + 2H 2 O 2NaOH + H 2 O + O 2Na 2 O 2 + 2H 2 O 4NaOH + O 2 2Na 2 O 2 Na 2 O + O 2 2Na 2 O 2 + 2CO 2 Na 2 CO 3 + O 2

2. Разложение солей кислородосодержащих кислот BaCO 3 BaO + CO 2 CaCO 3 CaO + CO 2 4FeSO 4 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2 _____________________________________________________________________ Разложение нитратов МеNO 3 (см. ряд активности Ме) - Левее Mg МеNO 2 + O 2 Исключение LiNO 3 Li 2 O + NO 2 + O 2 (Кузьменко) - От Mg до Cu вкл. МеO + NO 2 + O 2 - Правее Cu Ме + NO 2 + O 2

Разложение гидрокарбонатов Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + 2CO 2 (Na 2 CO 3) Разложение гидрокарбонатов Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + 2CO 2 (Na 2 CO 3) Разложение солей аммония NH 4 NO 3 N 2 O + 2H 2 O NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O (NH 4 ) 2 CO 3 2NH 3 + H 2 O + CO 2

3. Разложение гидроксидов (только нерастворимых оснований) Cu(OH) 2 CuO + H 2 O 4. Обжиг сульфидов 2CuS + 3O 2 2CuO + 2SO 2 4FeS O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Свойства основных оксидов: 1. Взаимодействие с кислотами FeO + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 O Внимание Na 2 O + H 2 O 2NaOH NaOH +HCl NaCl + H 2 O 2. Взаимодействие с кислотными оксидами CaO + SiO 2 CaSiO 3 CaO + CO 2 CaCO 3 3MgO + P 2 O 5 Mg 3 (PO 4 ) 2

3. Взаимодействие с амфотерными оксидами MgO + Al 2 O 3 Mg(AlO 2 ) 2 Al(OH) 3 H 3 AlO 3 HAlO 2 CaO + ZnO CaZnO 2 Zn(OH) 2 H 2 ZnO 2

4. Взаимодействие с водой CaO + H 2 O Ca(OH) 2 K 2 O + H 2 O 2KOH Внимание Ca + 2H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 2K + 2H 2 O 2KOH + H 2 С водой при н.у. могут взаимодействовать только оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов. При нагревании - оксид магния MgO + H 2 O Mg(OH) 2 Оксиды остальных металлов с водой не реагируют CuO + H 2 O

5. Окислительно-восстановительные реакции Fe 2 O 3 + 2Al Al 2 O 3 + 2Fe 3CuО + 2NH 3 3Cu + N 2 + 3H 2 O 4FeO + O 2 2Fe 2 O 3

Кислотные оксиды Кислотные оксиды – это оксиды неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами кислот. Mn 2 O 7 (HMnO 4 ) CrO 3 (H 2 CrO 4 )

Получение кислотных оксидов: 1. Окисление неметаллов 4P + 5O 2 2P 2 O 5 S + O 2 SO 2 2. Разложение солей кислородосодержащих кислот BaCO 3 BaO + CO 2 CaCO 3 CaO + CO 2 3. Обжиг сульфидов, горение сложных веществ 2CuS + 3O 2 2CuO + 2SO 2 CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O 4FeS O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

4. Разложение гидроксидов (слабых кислот) H 2 SO 3 H 2 O + SO 2 H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 5. Взаимодействие солей слабых кислот с более сильными кислотами CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O CuSO 3 + H 2 SO 4 CuSO 4 + H 2 O + SO 2

Свойства кислотных оксидов: 1. Взаимодействие с водой с образованием соответствующих кислот SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 СO 2 + H 2 O H 2 СO 3 Р 2 O 5 + H 2 O 2HРO 3 метафосфорная (С.О. Р +5 ) Р 2 O 5 + 2H 2 O H 4 Р 2 O 7 пирофосфорная (С.О. Р +5 ) Р 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 РO 4 ортофосфорная (С.О. Р +5 ) SiO 2 + H 2 O 2. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами P 2 O 5 + Al 2 O 3 2Al PO 4 СO 2 + СаO СаСO 3 N 2 O 5 + Na 2 O 2NaNO 3

4. Взаимодействие с основаниями Са(ОН) 2 + СО 2 СаСО 3 + Н 2 О (CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 p-p) 2NaOH + SO 2 Na 2 SO 3 + H 2 O 5. Окислительно – восстановительные реакции CO 2 + C 2CO 2SO 2 + O 2 2SO 3 SO 2 +2H 2 S 3S + 2H 2 O 4CrO 3 + C 2 H 5 OH 2Cr 2 O 3 +2CO + 3H 2 O 6. Взаимодействие с солями более летучих кислот СаСО 3 + SiO 2 СаSiО 3 +СО 2

Cпецифическое свойство SiO 2 SiO 2 +4HF SiF 4 +2H 2 O Плавиковую кислоту хранят в пластиковой таре, т.к. SiO 2 основной компонент стекла. Плавиковая кислота слабая

Амфотерные оксиды Амфотерными называются такие оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства, т.е. обладают двойственными свойствами

Получение амфотерных оксидов: 1. Разложение соответствующих оснований 2Al(OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O 2Fе(OН) 3Fe 2 O 3 + 3H 2 O 2. Окисление металлов (соответствующих) 2Zn + O 2 ZnO 4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 3. Окисление сложных веществ 4FeS O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Свойства амфотерных оксидов: 1. Взаимодействие со щелочами Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + 2H 2 O HAlO 2 Fe 2 O 3 + 2NaOH 2NaFeO 2 + H 2 O H 2 Fe 2 O 4 HFeO 2 ZnO + 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2 O H 2 ZnO 2 При кипячении в концентрированном растворе щелочи Al 2 O 3 + 2NaOH +3H 2 O 2Na[Al(OH) 4 ]

2. Взаимодействие с кислотами Al 2 O 3 + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O ZnO + 2HNO 3 Zn(NO 3 ) 2 + 3H 2 O 3. Взаимодействие с водой (не характерно!) Al 2 O 3 + H 2 O 4. Взаимодействие с кислотными и основными оксидами ZnO + SiO 2 ZnSiO 3 ZnO + CaO CaZnO 2

4. Взаимодействие с солями, если в результате реакции выделяется летучий оксид. Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 2NaAlO 2 + CO 2 Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 2NaFeO 2 + CO 2