Оксиды металлов со степенью окисления 6 и выше являются

Обновлено: 17.06.2024

Химические вещества можно разделить на две группы: простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного элемента (О₂, P₄).

Сложные вещества состоят из атомов двух и более элементов (CaO, H₃PO₄).

Простые вещества можно разделить на металлы и неметаллы.

Металлы – это простые вещества, в которых атомы соединены между собой металлической химической связью. Металлы стремятся отдавать электроны и характеризуются металлическими свойствами (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, пластичность и др.).

Неметаллы – это простые вещества, в которых атомы соединены ковалентными (или межмолекулярными) связями. Неметаллы стремятся принимать или притягивать электроны. Неметаллические свойства – это способность принимать или притягивать электроны.

Все элементы в Периодической системе химических элементов (ПСХЭ) расположены либо в главной подгруппе, либо в побочной. В различных формах короткопериодной ПСХЭ главные и побочные подгруппы расположены по-разному. Есть простой способ, который позволит вам быстро и надежно определять, к какой подгруппе относится элемент. Дело в том, что все элементы второго периода расположены в главной подгруппе. Те элементы, которые расположены в ячейке точно под элементами второго периода (справа или слева), относятся к главной подгруппе. Остальные — к побочной.

Например , в таблице Менделеева, которая используется на ЕГЭ по химии, элемент номер 31, галлий, расположен в ячейке справа, точно под соответствующим ему элементом второго периода, бором. Следовательно, галлий относится к главной подгруппе. А вот скандий, элемент номер 21, расположен в ячейке слева. Следовательно, скандий относится к побочной подгруппе.

Неметаллы расположены в главных подгруппах, в правом верхнем угле ПСХЭ. К металлам относятся все элементы побочных подгрупп и элементы главных подгрупп, расположенные в левой нижней части ПСХЭ. Разделяют металлы и неметаллы обычно, проводя условную линию от бериллия до астата. На рисунке показано точное разделение на металлы и неметаллы. Закрашены цветом неметаллы.

Основные классы сложных веществ — это оксиды, гидроксиды, соли.

Оксиды — это сложные вещества, которые состоят из атомов двух элементов, один из которых кислород, имеющий степень окисления -2.

В зависимости от второго элемента оксиды проявляют разные химические свойства. Некоторым оксидам соответствуют гидроксиды (солеобразующие оксиды), а некоторым нет (несолеобразующие).

Солеобразующие оксиды делят на основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды — это оксиды, которые проявляют характерные основные свойства. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью окисления +1 и +2 . Например, оксид лития Li₂O, оксид железа (II) FeO.

Амфотерные оксиды — это оксиды, которые проявляют и основные, и кислотные свойства. Это оксиды металлов со степенью окисления +3 и +4 , а также четыре оксида со степенью окисления +2: ZnO, PbO, SnO и BeO .

Несолеобразующие оксиды не проявляют характерных основных или кислотных свойств, им не соответствуют гидроксиды. К несолеобразующим относят четыре оксида: CO, NO, N₂O и SiO .

Встречаются и оксиды, похожие на соли, т.е. солеобразные (двойные).

Двойные оксиды — это некоторые оксиды, образованные элементом с разными степенями окисления. Например , магнетит (магнитный железняк) FeO·Fe₂O₃.

Алгоритм определения типа оксида: сначала определяем, какой элемент образует оксид – металл или неметалл . Если это металл, то определяем степень окисления, затем определяем тип оксида. Если это неметалл, то оксид кислотный (если это не исключение).

Гидроксиды — это сложные вещества, в составе которых есть группа Э-O-H. К гидроксидам относятся основания, амфотерные гидроксиды, и кислородсодержащие кислоты.

Солеобразующим оксидам соответствуют гидроксиды:

основному оксиду соответствует гидроксид основание ,

кислотному оксиду соответствует гидроксид кислота ,

амфотерному оксиду соответствует амфотерный гидроксид .

Например , оксид хрома (II) CrO — основный, ему соответствует гидроксид основание. Формулу гидроксида легко получить, просто добавив к металлу гидроксидную группу OH: Cr(OH)₂.

Оксид хрома (VI) — кислотный, ему соответствует гидроксид кислота H₂CrO_4, и кислотный остаток хромат-ион CrO₄ 2- .

Если все индексы кратны 2, то мы делим все индексы на 2.

Например : N₂O₅ + H₂O → H₂N₂O₆, делим на 2, получаем HNO₃. Так получаем мета-формулу кислоты. Если мы добавим еще одну молекулу воды, то получим орто-формулу кислоты.

Например : оксид P₂O₅, мета-форма: HPO₃. Добавляем воду, орто-форма: H₃PO₄. Орто-форма устойчива у фосфора и мышьяка.

Оксид хрома (III) — Cr₂O₃ — амфотерный, ему соответствует амфотерный гидроксид, который может выступать и как основание, и как кислота: Cr(OH)₃ = HCrO₂, кислотный остаток хромит: CrO₂ — .

Взаимосвязь оксидов и гидроксидов:

Основания (основные гидроксиды) — это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах в качестве анионов (отрицательных ионов) образуют только гидроксид-ионы OH — .

Основания можно разделить на растворимые в воде ( щелочи ), нерастворимые в воде, и разлагающиеся в воде .

К разлагающимся в воде (неустойчивым) основаниям относят гидроксид аммония, гидроксид серебра (I), гидроксид меди (I). В водном растворе такие соединения практически необратимо распадаются:

2AgOH → Ag₂O + H₂O

2CuOH → Cu₂O + H₂O

Основания с одной группой ОН – однокислотные (например, NaOH ) , с двумя – двухкислотные (Ca(OH)₂) и с тремя – трехкислотные (Fe(OH)₃) .

Кислоты – это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах образуют в качестве катионов только ионы гидроксония H₃O + (H + ). Кислоты состоят из водорода H + и кислотного остатка.

По числу атомов водорода, которые можно заместить на металлы: одноосновные (HNO₃), двухосновные (H₂SO₄), трехосновные (H₃PO₄) и т.д.

По содержанию атомов кислорода кислоты бывают бескислородные ( например , соляная кислота HCl) и кислородсодержащие ( например , серная кислота H₂SO₄).

Кислоты также можно разделить на сильные и слабые.

Сильные кислоты. К ним относятся:

Бескислородные кислоты: HCl, HBr, HI . Остальные бескислородные кислоты, как правило, слабые.
Некоторые высшие кислородсодержащие кислоты: H₂SO₄, HNO₃, HClO₄ и др.

Слабые кислоты . К ним относятся:

Определить, сильная кислота перед вами, или слабая, позволяет простой прием. Мы вычитаем из числа атомов O в кислоте число атомов H. Если получаем число 2 или 3, то кислота сильная. Если 1 или 0 — то кислота слабая.

Например : HClO: 1-1 = 0, следовательно, кислота слабая.

Соли – сложные вещества, состоящие из катиона металла (или металлоподобных катионов, например, иона аммония NH₄ + ) и аниона кислотного остатка. Также солями называют вещества, которые могут быть получены при взаимодействии кислот и оснований с выделением воды.

Если рассматривать соли, как продукты взаимодействия кислоты и основания, то соли делят на средние , кислые и основные .

Средние соли – продукты полного замещения катионов водорода в кислоте на катионы металла ( например , Na₂CO₃, K₃PO₄).

Кислые соли – продукты неполного замещения катионов водорода в кислоте на катионы металлов ( например , NaHCO₃, K₂HPO₄).

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксогрупп основания на анионы кислотных остатков кислоты ( например , малахит (CuOH)₂CO₃).

По числу катионов и анионов соли разделяют на:

Простые соли – состоящие из катиона одного типа и аниона одного типа ( например , хлорид кальция CaCl₂).

Двойные соли – это соли, состоящие из двух или более разных катионов и аниона одного типа ( например , алюмокалиевые квасцы – KAl(SO₄)₂).

Смешанные соли – это соли, состоящие из катиона одного типа и двух или более анионов разного типа ( например , хлорид-гипохлорит кальция Ca(OCl)Cl).

По структурным особенностям выделяют также гидратные соли и комплексные соли.

Гидратные соли (кристаллогидраты) – это такие соли, в состав которых входят молекулы кристаллизационной воды ( например , декагидрат сульфата натрия Na₂SO₄·10 H₂O).

Комплексные соли – это соли, содержащие комплексный катион или комплексный анион (K₃[Fe(CN)₆], [Cu(NH₃)₄]Cl₂).

Помимо основных классов неорганических соединений, существуют и другие.

Например , бинарные соединения элементов с водородом.

Водородные соединения – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых водород. Водород образует солеобразные гидриды и летучие водородные соединения.

Солеобразные гидриды ЭН_х – это соединения металлов IA, IIA групп и алюминия с водородом. Степень окисления водорода равна -1. Например , гидрид натрия NaH.

Летучие водородные соединения Н_хЭ – это соединения неметаллов с водородом, в которых степень окисления водорода равна +1. Например , аммиак NH₃, фосфин PH₃.

Тренировочный тест «Классификация неорганических веществ» 10 вопросов, при каждом прохождении новые.

Оксиды: классификация, получение и химические свойства

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых — кислород со степенью окисления -2. При этом кислород связан только с менее электроотрицательным элементом.

В зависимости от второго элемента оксиды проявляют разные химические свойства. В школьном курсе оксиды традиционно делят на солеобразующие и несолеобразующие. Некоторые оксиды относят к солеобразным (двойным).

Двойные оксиды — это некоторые оксиды , образованные элементом с разными степенями окисления.

Солеобразующие оксиды делят на основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды — это оксиды, обладающие характерными основными свойствами. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степень окисления +1 и +2.

Амфотерные оксиды — это оксиды, характеризующиеся и основными, и кислотными свойствами. Это оксиды металлов со степенью окисления +3 и +4, а также четыре оксида со степенью окисления +2: ZnO, PbO, SnO и BeO.

Классификация оксидов

Получение оксидов

Общие способы получения оксидов:

1. Взаимодействие простых веществ с кислородом :

1.1. Окисление металлов: большинство металлов окисляются кислородом до оксидов с устойчивыми степенями окисления.

Например , алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Не взаимодействуют с кислородом золото, платина, палладий.

Натрий при окислении кислородом воздуха образует преимущественно пероксид Na₂O₂,

Калий, цезий, рубидий образуют преимущественно надпероксиды состава MeO₂:

Примечания : металлы с переменной степенью окисления окисляются кислородом воздуха, как правило, до промежуточной степени окисления (+3):

Железо также горит с образованием железной окалины — оксида железа (II, III):

1.2. Окисление простых веществ-неметаллов.

Как правило, при окислении неметаллов образуется оксид неметалла с высшей степенью окисления, если кислород в избытке, или оксид неметалла с промежуточной степенью окисления, если кислород в недостатке.

Например , фосфор окисляется избытком кислорода до оксида фосфора (V), а под действием недостатка кислорода до оксида фосфора (III):

Но есть некоторые исключения .

Например , сера сгорает только до оксида серы (IV):

Оксид серы (VI) можно получить только окислением оксида серы (IV) в жестких условиях в присутствии катализатора:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Азот окисляется кислородом только при очень высокой температуре (около 2000 о С), либо под действием электрического разряда, и только до оксида азота (II):

Не окисляется кислородом фтор F₂ (сам фтор окисляет кислород). Не взаимодействуют с кислородом прочие галогены (хлор Cl₂, бром и др.), инертные газы (гелий He, неон, аргон, криптон).

2. Окисление сложных веществ (бинарных соединений): сульфидов, гидридов, фосфидов и т.д.

При окислении кислородом сложных веществ, состоящих, как правило, из двух элементов, образуется смесь оксидов этих элементов в устойчивых степенях окисления.

Например , при сжигании пирита FeS₂ образуются оксид железа (III) и оксид серы (IV):

Сероводород горит с образованием оксида серы (IV) при избытке кислорода и с образованием серы при недостатке кислорода:

А вот аммиак горит с образованием простого вещества N₂, т.к. азот реагирует с кислородом только в жестких условиях:

А вот в присутствии катализатора аммиак окисляется кислородом до оксида азота (II):

3. Разложение гидроксидов. Оксиды можно получить также из гидроксидов — кислот или оснований. Некоторые гидроксиды неустойчивы, и самопроизвольную распадаются на оксид и воду; для разложения некоторых других (как правило, нерастворимых в воде) гидроксидов необходимо их нагревать (прокаливать).

гидроксид → оксид + вода

Самопроизвольно разлагаются в водном растворе угольная кислота, сернистая кислота, гидроксид аммония, гидроксиды серебра (I), меди (I):

При нагревании разлагаются на оксиды большинство нерастворимых гидроксидов — кремниевая кислота, гидроксиды тяжелых металлов — гидроксид железа (III) и др.:

4. Еще один способ получения оксидов — разложение сложных соединений — солей .

Например , нерастворимые карбонаты и карбонат лития при нагревании разлагаются на оксиды:

Соли, образованные сильными кислотами-окислителями (нитраты, сульфаты, перхлораты и др.), при нагревании, как правило, разлагаются с с изменением степени окисления:

Более подробно про разложение нитратов можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

Химические свойства оксидов

Значительная часть химических свойств оксидов описывается схемой взаимосвязи основных классов неорганических веществ.

Химические свойства основных оксидов

Подробно про химические свойства оксидов можно прочитать в соответствующих статьях:

Задания 8. Классификация оксидов и их химические свойства

Оксид серы (IV) SO₂ является кислотным оксидом (оксидом неметалла), в котором сера имеет заряд +4. Этот оксид образует соли сернистой кислоты при H₂SO₃ и при взаимодействии с водой образует саму сернистую кислоту H₂SO₃.

К несолеобразующим оксидам (оксидам, не проявляющих ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и не образующим соли) относятся NO, SiO, N₂O (закись азота), CO.

Основные оксиды – это оксида металлов в степенях окисления +1, +2. К ним относятся оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li-Fr, оксиды металлов главной подгруппы второй группы (Mg и щелочноземельные металлы) Mg-Ra и оксиды переходных металлов в низших степенях окисления.

Амфотерные оксиды - солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо осно́вные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность). Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют степень окисления от +3 до +4, за исключением ZnO, BeO, SnO, PbO.

35AFD4

Кислотным и основным оксидом являются соответственно

Ответ: 1

Пояснение:

Кислотные оксиды – оксиды, проявляющие кислотные свойства и образующие соответствующие кислородсодержащие кислоты. Из представленного списка к ним относятся: SO₂, SO₃ и CO₂. При взаимодействии с водой они образуют следующие кислоты:

DA3A8E

Оксид серы (VI) взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) вода и соляная кислота

2) кислород и оксид магния

3) оксид кальция и гидроксид натрия

Ответ: 3

Оксид серы (VI) SO₃ (степень окисления серы +6) является кислотным оксидом, реагирует с водой с образованием соответствующей серной кислоты H₂SO₄ (степень окисления серы также +6):

Как кислотный оксид SO₃ не взаимодействует с кислотами, т. е. с HCl реакция не идет.

Сера в SO₃ проявляет высшую степень окисления +6 (равную номеру группы элемента), поэтому SO₃ с кислородом не реагирует (кислород не окисляет серу в степени окисления +6).

С основным оксидом MgO образуется соответствующая соль – сульфат магния MgSO₄:

Поскольку оксид SO₃ является кислотным, он взаимодействует с основными оксидами и основаниями с образованием соответствующих солей:

Как было отмечено выше, с водой SO₃ реагирует с образованием серной кислоты.

С переходным металлом CuSO₃ не взаимодействует.

139AC5

Оксид углерода (IV) реагирует с каждым из двух веществ:

1) водой и оксидом кальция

2) кислородом и оксидом серы (IV)

3) сульфатом калия и гидроксидом натрия

4) фосфорной кислотой и водородом

Оксид углерода (IV) CO₂ является кислотным оксидом, поэтому взаимодействует с водой с образованием неустойчивой угольной кислоты H₂CO₃ и с оксидом кальция с образованием карбоната кальция CaCO₃:

С кислородом углекислый газ CO₂ не реагирует, поскольку кислород не может окислить элемент, находящийся в высшей степени окисления (для углерода это +4 по номеру группы, в которой он находится).

С оксидом серы (IV) SO₂ реакция не идет, поскольку, являясь кислотным оксидом, CO₂ не взаимодействует с оксидом, обладающим также кислотными свойствами.

Углекислый газ CO₂ не взаимодействует с солями (например, с сульфатом калия K₂SO₄), но взаимодействует с щелочами, поскольку он обладает основными свойствами. Реакция протекает с образованием кислой или средней соли в зависимости от избытка или недостатка реагентов:

CO2, являясь кислотным оксидом, не реагирует ни с кислотными оксидами, ни с кислотами, поэтому реакция между углекислым газом и фосфорной кислотой H₃PO₄ не происходит.

CO₂ восстанавливается водородом до метана и воды:

A67B7E

Основные свойства проявляет высший оксид элемента

Основные свойства проявляют основные оксиды - оксиды металлов в степенях окисления +1 и +2. К ним относятся:

оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li – Fr;
оксиды металлов главной подгруппы второй группы (Mg и щелочноземельные металлы) Mg – Ra;
оксиды переходных металлов в низших степенях окисления.

Из представленных вариантов к основным оксидам относится только оксид бария BaO. Все остальные оксиды серы, азота и углерода относятся либо к кислотным, либо к несолеобразующим: CO, NO, N₂O.

3DDFF1

Оксиды металлов со степенью окисления + 6 и выше являются

Ответ: 4

Несолеобразующими оксидами являются N₂O, NO, SiO, CO.

Основные оксиды – это оксиды металлов в степенях окисления +1 и +2. К ним относятся:

Амфотерные оксиды - солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность). Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют степень окисления от +3 до +4, за исключением ZnO, BeO, SnO, PbO.

199A29

Кислотные свойства проявляет оксид, формула которого

Несолеобразующими оксидами являются N₂O, NO, SiO, CO. CO – несолеобразующий оксид.

- оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li – Fr;

- оксиды металлов главной подгруппы второй группы (Mg и щелочноземельные металлы) Mg – Ra;

- оксиды переходных металлов в низших степенях окисления.

BaO принадлежит к основным оксидам.

71A77E

Степень окисления хрома в его амфотерных соединениях равна

Хром – элемент побочной подгруппы 6-й группы 4-го периода. Для него характерны степени окисления 0, +2, +3, +4, +6. Степени окисления +2 соответствуют оксид CrO, обладающий основными свойствами. Степени окисления +3 соответствует амфотерный оксид Cr₂O₃ и гидроксид Cr(OH)₃. Это - наиболее устойчивая степень окисления хрома. Степени окисления +6 соответствует кислотный оксид хрома (VI) CrO₃ и целый ряд кислот, простейшие из которых хромовая H₂CrO₄ и двухромовая H₂Cr₂O₇.

08E9AF

К амфотерным оксидам относится

- оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li – Fr (к этой группе относится оксид калия K₂O);

7FDBA3

Какие из приведенных утверждений верны?

А. Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания.

Б. Основные оксиды образуют только металлы.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба утверждения

4) оба утверждения неверны

Основным оксидам в качестве гидроксида соответствуют основания.

Оба утверждения верны.

9AFD0B

C водой при обычных условиях реагирует

1) оксид азота (II)

2) оксид железа (II)

3) оксид железа (III)

4) оксид азота (IV)

Оксид азота (II) NO является несолеобразующим оксидом, поэтому не взаимодействует ни с водой, ни с основаниями.

Оксид железа (II) FeO является основным оксидом, не растворимым в воде. С водой не реагирует.

Оксид железа (III) Fe₂O₃ является амфотерным оксидом, не растворимым в воде. С водой также не реагирует.

Оксид азота (IV) NO₂ является кислотным оксидом и реагирует с водой с образованием азотной (HNO₃; N +5 ) и азотистой (HNO₂; N +3 ) кислот:

67BA34

число оснόвных оксидов равно

Из предложенных вариантов к группе основных оксидов относятся FeO, CaO, Na₂O.

Кроме того, существуют несолеобразующие оксиды N₂O, NO, SiO, CO. Несолеобразующие оксиды - оксиды, не проявляющие ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и не образующие соли.

134A00

Оксид алюминия взаимодействует с каждым из двух веществ:

Оксид алюминия Al₂O₃ является амфотерным оксидом, т.е. солеобразующим оксидом, проявляющим в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (амфотерность).

Как амфотерный оксид Al₂O₃ взаимодействует с основными оксидами и щелочами:

382482

Оксид калия взаимодействует с

Оксид калия (K₂O) относится к основным оксидам. Как основный оксид K₂O может взаимодействовать с амфотерными оксидами, т.к. с оксидами, проявляющими как кислотные, так и основные свойства (ZnO). ZnO является амфотерным оксидом. Не реагирует с основными оксидами (CaO, MgO, Li₂O).

Реакция протекает следующим образом:

Амфотерные оксиды – солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность). Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют степень окисления от +3 до +4, за исключением ZnO, BeO, SnO, PbO.

14C83B

Оксид кремния (IV) взаимодействует с каждым из двух веществ

Оксид кремния (SiO₂) является кислотным оксидом, поэтому взаимодействует с щелочами и основными оксидами:

Подробно про оксиды, их классификацию и способы получения можно прочитать здесь.

1. Взаимодействие с водой. С водой способны реагировать только основные оксиды, которым соответствуют растворимые гидроксиды (щелочи). Щелочи образуют щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий и цезий) и щелочно-земельные (кальций, стронций, барий). Оксиды остальных металлов с водой химически не реагируют. Оксид магния реагирует с водой при кипячении.

CuO + H₂O ≠ (реакция не идет, т.к. Cu(OH)₂ — нерастворимый гидроксид)

2. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами. При взаимодействии основным оксидов с кислотами образуется соль этой кислоты и вода. При взаимодействии основного оксида и кислотного образуется соль:

основный оксид + кислота = соль + вода

основный оксид + кислотный оксид = соль

При взаимодействии основных оксидов с кислотами и их оксидами работает правило:

Хотя бы одному из реагентов должен соответствовать сильный гидроксид (щелочь или сильная кислота).

Иными словами, основные оксиды, которым соответствуют щелочи, реагируют со всеми кислотными оксидами и их кислотами. Основные оксиды, которым соответствуют нерастворимые гидроксиды, реагируют только с сильными кислотами и их оксидами (N₂O₅, NO₂, SO₃ и т.д.).

Основные оксиды, которым соответствуют щелочи	Основные оксиды, которым соответствуют нерастворимые основания
Реагируют со всеми кислотами и их оксидами	Реагируют только с сильными кислотами и их оксидами
Na₂O + SO₂ → Na₂SO₃	CuO + N₂O₅ → Cu(NO₃)₂

3. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами.

При взаимодействии основных оксидов с амфотерными образуются соли:

основный оксид + амфотерный оксид = соль

С амфотерными оксидами при сплавлении взаимодействуют только основные оксиды, которым соответствуют щелочи . При этом образуется соль. Металл в соли берется из более основного оксида, кислотный остаток — из более кислотного. В данном случае амфотерный оксид образует кислотный остаток.

CuO + Al₂O₃ ≠ (реакция не идет, т.к. Cu(OH)₂ — нерастворимый гидроксид)

(чтобы определить кислотный остаток, к формуле амфотерного или кислотного оксида добавляем молекулу воды: Al₂O₃ + H₂O = H₂Al₂O₄ и делим получившиеся индексы пополам, если степень окисления элемента нечетная: HAlO₂. Получается алюминат-ион AlO₂ — . Заряд иона легко определить по числу присоединенных атомов водорода — если атом водорода 1, то заряд аниона будет -1, если 2 водорода, то -2 и т.д.).

Амфотерные гидроксиды при нагревании разлагаются, поэтому реагировать с основными оксидами фактически не могут.

4. Взаимодействие оксидов металлов с восстановителями.

При оценке окислительно-восстановительной активности металлов и их ионов можно использовать электрохимический ряд напряжений металлов:

Восстановительные свойства (способность отдавать электроны) у простых веществ-металлов здесь увеличиваются справа налево, окислительные свойства ионов металлов — увеличиваются наоборот, слева направо. При этом некоторые ионы металлов в промежуточных степенях окисления могут проявлять также восстановительные свойства (например ион Fe 2+ можно окислить до иона Fe 3+ ).

Более подробно про окислительно-восстановительные реакции можно прочитать здесь.

Таким образом, ионы некоторых металлов — окислители (чем правее в ряду напряжений, тем сильнее). При взаимодействии с восстановителями металлы переходят в степень окисления 0.

4.1. Восстановление углем или угарным газом.

Углерод (уголь) восстанавливает из оксидов до простых веществ только металлы, расположенные в ряду активности после алюминия. Реакция протекает только при нагревании.

FeO + C = Fe + CO

Активные металлы, расположенные в ряду активности левее алюминия, активно взаимодействуют с углеродом, поэтому при взаимодействии их оксидов с углеродом образуются карбиды и угарный газ:

CaO + 3C = CaC₂ + CO

Угарный газ также восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные после алюминия в электрохимическом ряду:

CuO + CO = Cu + CO₂

4.2. Восстановление водородом .

Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Реакция с водородом протекает только в жестких условиях – под давлением и при нагревании.

CuO + H₂ = Cu + H₂O

4.3. Восстановление более активными металлами (в расплаве или растворе, в зависимости от металла)

При этом более активные металлы вытесняют менее активные. То есть добавляемый к оксиду металл должен быть расположен левее в ряду активности, чем металл из оксида. Реакции, как правило, протекают при нагревании.

Например , оксид цинка взаимодействует с алюминием:

3ZnO + 2Al = Al₂O₃ + 3Zn

но не взаимодействует с медью:

ZnO + Cu ≠

Восстановление металлов из оксидов с помощью других металлов — это очень распространенный процесс. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.

Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.

Например : алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:

3CuO + 2Al = Al₂O₃ + 3Cu

Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.

CuO + Mg = Cu + MgO

Железо можно вытеснить из оксида с помощью алюминия:

При алюмотермии образуется очень чистый, свободный от примесей углерода металл.

4.4. Восстановление аммиаком.

Аммиаком можно восстанавливать только оксиды неактивных металлов. Реакция протекает только при высокой температуре.

Например , аммиак восстанавливает оксид меди (II):

3CuO + 2NH₃ = 3Cu + 3H₂O + N₂

5. Взаимодействие оксидов металлов с окислителями.

Под действием окислителей некоторые основные оксиды (в которых металлы могут повышать степень окисления, например Fe 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ и др.) могут выступать в качестве восстановителей.

Например , оксид железа (II) можно окислить кислородом до оксида железа (III):

Таблица оксидов

Оксиды: основные оксиды, кислотные оксиды, амфотерные оксиды:

Оксид (именуемые также окисел, окись) – это бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом.

Химический элемент кислород по электроотрицательности находится на втором месте после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. Исключение составляет, например, дифторид кислорода OF2.

В зависимости от химических свойств различают:

основные оксиды. К ним относятся оксиды металлов, степень окисления которых +1, + 2;
кислотные оксиды. К ним относятся оксиды металлов со степенью окисления +5, + 6, + 7, и оксиды неметаллов;
амфотерные оксиды. К ним относятся оксиды металлов со степенью окисления +3, +4, и оксиды-исключения: ZnO, BeO, SnO, PbO;

— несолеобразующие оксиды: оксид углерода (II) СО, оксид азота (I) N₂O, оксид азота (II) NO, оксид кремния (II) SiO и оксид серы (II) SO.

В зависимости от количества атомов элементов в оксиде, кроме кислорода различают:

— простые, включающие в молекулу атомы одного элемента, кроме кислорода, и находящихся в в одной степени окисления. Например, оксид лития Li₂O.

— сложные оксиды, включающие в молекулу атомы двух и более элементов, кроме кислорода. Например, оксид лития-кобальта (III) Li₂O·Co₂O₃;

— двойные оксиды, в которые атомы одного и того же элемента входят в двух или более степенях окисления. Например, оксид марганца (II, IV) Mn₅O₈. Во многих случаях такие оксиды могут рассматриваться как соли кислородсодержащих кислот.

Таблица оксидов (1 часть):

Атомный номер	Химический элемент	Символ	Оксиды
1	Водород	H	H₂O (вода)
2	Гелий	He	нет
3	Литий	Li	Li₂O (оксид лития)
4	Бериллий	Be	BeO (оксид бериллия)
5	Бор	B	B₂O₃ (оксид бора (III))
6	Углерод	C	CO (оксид углерода (II), монооксид углерода, угарный газ),

CO₂ (оксид углерода (IV), диоксид углерода, углекислый газ),

C₆O₆ (диангидрид этилентетракарбоновой кислоты)

C₁₂O₁₂ (гексагидроксибензол трисоксалат),

NO (оксид азота (II), мон(о)оксид азота, окись азота, нитрозил-радикал),

N₂O₃ (оксид азота (III), азотистый ангидрид, сесквиоксид азота),

NO₂ (диоксид азота, оксид азота (IV), двуокись азота),

N₂O₅ (оксид азота (V), пентаоксид азота, пентаоксид диазота, нитрат нитрила, нитрат нитрония, азотный ангидрид),

N₂O₄ (димер диоксида азота, тетраоксид диазота, азотный тетраоксид),

P₂O₃ или P₄O₆ (оксид фосфора (III), фосфористый ангидрид, гексаоксид тетрафосфора),

SO₂ (оксид серы (IV), диоксид серы, двуокись серы, сернистый газ, сернистый ангидрид),

ClO₂ (диоксид хлора, оксид хлора (IV), двуокись хлора),

ClOClO₃ ( перхлорат хлора ),

Cl₂O₆ (дихлоргексаоксид, оксид хлора (V, VII), перхлорат хлорила),

Cl₂O₇ (оксид хлора (VII), дихлорогептаоксид, хлорный ангидрид),

Ti₂O₃ (оксид титана(III), трёхокись титана),

V₂O₃ (оксид ванадия (III), трехокись ванадия),

VO₂ (оксид ванадия (IV), диоксид ванадия, двуокись ванадия),

Cr₂O₃ (оксид хрoма (III), сесквиоксид хрома, хромовая зелень, эсколаит),

CrO₂ (оксид хрома (IV), диоксид хрома, двуокись хрома),

Mn₃O₄ (оксид марганца (II,III), окисел марганца),

Mn₅O₈ (оксид марганца (II,IV), окисел марганца),

Mn₂O₃ (оксид марганца (III), окисел марганца),

MnO₂ (оксид марганца (IV), диоксид марганца),

MnO₃ (оксид марганца (VI), окисел марганца),

Fe₂O₃ (оксид железа (III), окись железа, колькотар, крокус, железный сурик, гематит),

Fe₃O₄ (оксид железа (II,III), закись-окись железа, железная окалина, магнетит, магнитный железняк),

Co₃O₄ (оксид кобальта (II,III), окись кобальта),

Читайте также: