Получение оксида металла при нагревании гидроксида металла

Обновлено: 05.05.2024

2. Классификация, получение и свойства оксидов

Из бинарных соединений наиболее известны оксиды. Оксидами называются соединения, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород, имеющий степень окисления -2. По функциональным признакам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие (безразличные). Солеобразующие оксиды, в свою очередь, подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.

Названия оксидов образуются с применением слова «оксид» и русского названия элемента в родительном падеже с указанием римскими цифрами валентности элемента, например: SO ₂ – оксид серы ( IV ), SO ₃ – оксид серы ( VI ), CrO – оксид хрома ( II ), Cr ₂ O ₃ – оксид хрома ( III ).

2.1. Основные оксиды

Основными называются оксиды, взаимодействующие с кислотами (или с кислотными оксидами) с образованием солей.

К основным оксидам относятся оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований (основные гидроксиды), причем степень окисления элемента не изменяется при переходе от оксида к гидроксиду, например,

Получение основных оксидов

1. Окисление металлов при нагревании в атмосфере кислорода:

Этот метод неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды и супероксиды, и только литий, сгорая, образует оксид Li ₂ O .

2. Обжиг сульфидов:

2 CuS + 3 O ₂ = 2 CuO + 2 SO ₂ ,

Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.

3. Разложение гидроксидов (при высокой температуре):

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

4. Разложение солей кислородсодержащих кислот (при высокой температуре):

Этот способ получения оксидов особенно легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей:

Свойства основных оксидов

Большинство основных оксидов представляет собой твердые кристаллические вещества ионного характера, в узлах кристаллической решетки расположены ионы металлов, достаточно прочно связанные с оксид-ионами О —2 , поэтому оксиды типичных металлов обладают высокими температурами плавления и кипения.

1. Большинство основных оксидов не распадаются при нагревании, исключение составляют оксиды ртути и благородных металлов:

2. Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, с кислотами:

3. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, основные оксиды образуют основания (основные гидроксиды). Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно реагируют с водой:

Исключение составляет оксид магния MgO . Из него нельзя получить гидроксид магния Mg ( OH )₂ при взаимодействии с водой.

4. Как и все другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:

Помогите . Химия .

А-1. Формулы только солей приведены в ряду
1) K2СО3, Н2СО3, KOH
2) АlСl3, Al(NO3)3, Al2S3
3) H2S, Ba(NO3)2, BaCl2
4) Cu(OH)2, CuSO4, CuS
A-2. Формулы только бескислородных кислот приведены в ряду
1) НСl, HNO3, H2S
2) H2SO3, H2S, HNO2
3) Н3РО4, Н2СО3, H2S
4) H2S, HF, HCl
A-3. Оксид, который реагирует с кислотой, образуя соль, — это
1) Р2О5
2) СuО
3) SO2
4) СО2
А-4. Получение оксида металла при нагревании гидроксида металла относится к реакциям
1) соединения
2) обмена
3) разложения
4) замещения
А-5. Химическая реакция, уравнение которой
K2О + 2HNO3 = 2KNO3 + Н2О,
относится к реакциям
1) разложения
2) соединения
3) обмена
4) замещения
А-6. Индикатор лакмус в щелочной среде становится
1) фиолетовым
2) красным
3) синим
4) бесцветным
А-7. В каком ряду все основания, формулы которых приведены, разлагаются при нагревании?
1) NaOH, Сr(ОН) 2, Са (ОН) 2
2) Fe(OH)3, Cu(OH)2, Fe(OH)2
3) Ва (ОН) 2, Mg(OH)2, KOH
4) KOH, LiOH, Al(OH)3
В-8. Даны формулы веществ:
СО2, Na2O, СаО, МnО, Мn2О7, Сl2О7, Li2O, P2O5
Выпишите формулы только кислотных оксидов.
Ответ: _____________________________________
В-9. Установите соответствие между химической формулой вещества и его названием. 1) FeCl3
2) Cu(NO3)2
3) Al2(SO4)3
4) K2СО3А. нитрат меди (П)
Б. карбонат калия
В. хлорид железа (III)
Г. нитрит меди (II)
Д. сульфат алюминия

1 2 3 4
В-10. Установите соответствие между исходными веществами (веществом) и продуктами химических реакций. 1) NaOH + СО2
2) NaOH + H2SO4
3) Fe(OH)2 + НСl
4) Fe(OH)2A. FeO + Н2О
Б. Na2CO3 + Н2О
В. Na2SO4 + Н2О
Г. FeCl2 + Н2О

1 2 3 4
В-11. Вставьте в схемы уравнений химических реакций недостающие формулы веществ.
1) . + KOH Fe(OH)3 + .
2) . + НСl MgCl2 + . + …
3) HNO3 + KOH . + Н2О
4) . + . BaSO4 + NaCl
В-12. Допишите уравнения химических реакций, протекающих при нагревании.
1) Mg(OH)2
2) Аl(ОН) 3
3) Fe(OH)3
4) Cu(OH)2
С-13. С какими из перечисленных веществ: вода, оксид углерода (IV), азотная кислота, гидроксид кальция, поваренная соль — может вступать в реакцию: а) оксид кальция: б) оксид фосфора (V); в) оксид кремния (IV)? Запишите уравнения возможных химических реакций.
С-14. В трех склянках без этикеток находятся оксиды: в одной — оксид кальция, в другой — оксид меди (II), в третьей — оксид фосфора (V). Как их можно распознать?
С-15. Составьте уравнения химических реакций, соответствующих схеме

В-9. Установите соответствие между химической формулой вещества и его названием. 1) FeCl3 2) Cu(NO3)2 3) Al2(SO4)34) K2СО3А.

2. нитрат меди (П) 4 Б. карбонат калия 1 В. хлорид железа (III) Г. нитрит меди (II) 3 Д. сульфат алюминия

Контрольная работа по химии "Важнейшие классы неорганических соединений""

Цель урока. Проконтролировать знания по теме.

Планируемые результаты обучения

Предметные. Уметь использовать приобретённые знания.

Метапредметные. Развивать умения соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией.

Личностные. Формировать ответственное отношение к учению, готовность и способность к саморазвитию и самообразованию.

Основные виды деятельности учащихся. Выполнять задания определённой сложности по пройденному материалу.

Методические рекомендации. Контрольная работа предлагается в виде тестовых заданий: восемь заданий уровня А, пять заданий уровня В, три задания уровня С (повышенный уровень).

Контрольная работа № 3 по теме

«Важнейшие классы неорганических соединений»

А-1. Формулы только кислот приведены в ряду

A-2. Формулы только щелочей приведены в ряду

Fe(OH)₂, КОН, Ва(ОН)₂ 3) КОН, NaOH, LiOH
NaOH, Са(ОН)₂, Cu(OH)₂ 4) Fe(OH)₃, Cu(OH)₂, NaOH

A-3. Оксид, который реагирует с гидроксидом натрия, образуя соль,— это

А-4. Взаимодействие оксида с водой относится к реакциям

соединения 3) разложения
обмена 4) замещения

А-5. Взаимодействие гидроксида меди(П) с азотной кислотой относится к реакциям

соединения 3) замещения
разложения 4) обмена

А-6. Индикатор фенолфталеин в щелочной среде становится

бесцветным 3) красным
малиновым 4) жёлтым

А-7. Свойство, которое является общим для нерастворимых оснований и щелочей, — это

взаимодействие с кислотными оксидами
взаимодействие с кислотами
взаимодействие с солями
разложение

А-8. Оксид, который реагирует и с гидроксидом кадия, и с соляной кислотой, — это

В-1. Даны формулы веществ:

Выпишите формулы только основных оксидов.

В-2. Установите соответствие между химической формулой вещества и классом неорганических соединений, к которому оно принадлежит.

В-3. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами химических реакций.

В-4. Вставьте в схемы химических реакций недостающие формулы веществ.

В-5. Допишите уравнения химических реакций.

С-1. Даны вещества: соляная кислота, гидроксид кальция, хлорид меди(II) , оксид фосфора(V), оксид магния, серная кислота. С какими из перечисленных веществ может взаимодействовать: а) гидроксид натрия; б) гидроксид железа(III)? Запишите уравнения возможных химических реакций.

С-2. Как отмыть пробирку от остатков нерастворимого в воде основания?

С-3. Составьте уравнения химических реакций, соответствующих схеме

А-1. Формулы только солей приведены в ряду

A-2. Формулы только бескислородных кислот приведены

A-3. Оксид, который реагирует с кислотой, образуя соль, —

А-4. Получение оксида металла при нагревании гидроксида металла относится к реакциям

А-5. Химическая реакция, уравнение которой

разложения 3) обмена
соединения 4) замещения

А-6. Индикатор лакмус в щелочной среде становится

фиолетовым 3) синим
красным 4) бесцветным

А-7. В каком ряду все основания, формулы которых приведены, разлагаются при нагревании?

А-8. Гидроксид, который взаимодействует и с гидроксидом натрия, и с серной кислотой, — это

Выпишите формулы только кислотных оксидов.

Ответ : ______________

В-2. Установите соответствие между химической формулой вещества и его названием.

В-3. Установите соответствие между исходными веществами (веществом) и продуктами химических реакций.

1) NaOH + С O ₂ A . FeO + H ₂ O

В-4. Вставьте в схемы уравнений химических реакций недостающие формулы веществ.

В-5. Допишите уравнения химических реакций, протекающих при нагревании.

С-1. С какими из перечисленных веществ: вода, оксид углерода(IV), азотная кислота, гидроксид кальция, поваренная соль — может вступать в реакцию: а) оксид кальция: б) оксид фосфора(V); в) оксид кремния (IV)? Запишите уравнения возможных химических реакций.

С-2. В трёх склянках без этикеток находятся оксиды: в одной—оксид кальция, в другой —оксид меди(П), в третьей — оксид фосфора(У). Как их можно распознать?

Ответы Критерии оценивания.

Первое задание:

За каждый правильный ответ 1 балл. Всего – 8 баллов.

В1 - FeO, К₂O, MgO, СгО, за каждое правильно выписанное вещество 0,5 балла. Всего 2 балла.

В2 1- В, 2 –А, 3- Г, 4 -Б за каждое правильно выписанное вещество 0,5 балла. Всего 2 балла.

В3 1- В, 2 –А, 3- Г, 4 -Б за каждое правильно выписанное вещество 0,5 балла. Всего 2 балла.

Возможны и другие варианты ответа

За каждое правильно написанное уравнение 0,5 балла. Всего 2 балла.

NaOH + HCl = NaCl+H₂O

За каждое правильно написанное уравнение 1балл. Всего 6 баллов.

Чтобы отмыть пробирку от остатков нерастворимого в воде основания нужно использовать раствор кислоты, которая прореагирует с этим основанием. – 1 балл

Например: Cu(OH)₂ + 2 HCl = CuCl₂ + 2 H₂O – 1 балл, всего 2 балла.

Всего за работу 29 баллов

Критерии оценивания:

«2» - от 0 - 14 баллов, «3» - от15,5 до 21,5баллов, «4» -от 22 до 24 баллов, «5» от 24,5 баллов.

В1 - СO₂, Mn₂O₇, С1₂O₇, Р₂O₅. за каждое правильно выписанное вещество 0,5 балла. Всего 2 балла.

В3 1- Б, 2 –В, 3- Г, 4 -А за каждое правильно выписанное вещество 0,5 балла. Всего 2 балла.

За каждое правильно написанное уравнение 1балл. Всего 7 баллов.

В каждую пробирку добавить воду: оксид кальция и оксид фосфора растворятся в воде, а оксид меди(II) нет. Затем прилить индикатор, например фенолфталеин, в пробирке, где был оксид кальция появиться малиновая окраска. – 1 балл

За каждое правильно написанное уравнение 1 балл. Всего 3 балла.

Всего за работу 30 баллов

«2» - от 0 - 15 баллов, «3» - от15,5 до 21,5 баллов, «4» -от 22 до 24,5 баллов, «5» от 25 баллов.

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.

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

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):

2AgOH → Ag₂O + H₂O

2CuOH → Cu₂O + H₂O

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:

Реакции разложения

При выполнении различных заданий ЕГЭ по химии (например, задачи 34 или задания 32 «мысленный эксперимент») могут пригодиться знания о том, какие вещества при нагревании разлагаются и как они разлагаются.

Рассмотрим термическую устойчивость основных классов неорганических веществ. Я не указываю в условиях температуру протекания процессов, так как в ЕГЭ по химии такая информация, как правило, не встречается. Если возможны различные варианты разложения веществ, я привожу наиболее вероятные, на мой взгляд, реакции.

Разложение оксидов

При нагревании разлагаются оксиды тяжелых металлов:

2HgO = 2Hg + O₂

Разложение гидроксидов

Как правило, при нагревании разлагаются нерастворимые гидроксиды. Исключением является гидроксид лития, он растворим, но при нагревании в твердом виде разлагается на оксид и воду:

2LiOH = Li₂O + H₂O

Гидроксиды других щелочных металлов при нагревании не разлагаются.

Гидроксиды серебра (I) и меди (I) неустойчивы:

2AgOH = Ag₂O + H₂O

2CuOH = Cu₂O + H₂O

Гидроксиды большинства металлов при нагревании разлагаются на оксид и воду.

В инертной атмосфере (в отсутствии кислорода воздуха) гидроксиды хрома (III) марганца (II) и железа (II) распадаются на оксид и воду:

Большинство остальных нерастворимых гидроксидов металлов также при нагревании разлагаются:

Разложение кислот

При нагревании разлагаются нерастворимые кислоты.

Например , кремниевая кислота:

Некоторые кислоты неустойчивы и подвергаются разложению в момент образования. Большая часть молекул сернистой кислоты и угольной кислоты распадаются на оксид и воду в момент образования:

В ЕГЭ по химии лучше эти кислоты записывать в виде оксида и воды.

Например , при действии водного раствора углекислого газа на карбонат калия в качестве реагента мы указываем не угольную кислоту, а оксид углерода (IV) и воду, но подразумеваем угольную кислоту при этом:

Азотистая кислота на холоде или при комнатной температуре частично распадается уже в водном растворе, реакция протекает обратимо:

При нагревании выше 100 о С продукты распада несколько отличаются:

Азотная кислота под действием света или при нагревании частично обратимо разлагается:

Разложение солей

Разложение хлоридов

Хлориды щелочных, щелочноземельных металлов, магния, цинка, алюминия и хрома при нагревании не разлагаются.

Хлорид серебра (I) разлагается под действием света:

2AgCl → Ag + Cl₂

Хлорид аммония при нагревании выше 340 о С разлагается:

Разложение нитратов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются до нитрита металла и кислорода.

Например , разложение нитрата калия:

Видеоопыт разложения нитрата калия можно посмотреть здесь.

Нитраты магния, стронция, кальция и бария разлагаются до нитрита и кислорода при нагревании до 500 о С:

При более сильном нагревании (выше 500 о С) нитраты магния, стронция, кальция и бария разлагаются до оксида металла, оксида азота (IV) и кислорода:

Нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений после магния и до меди (включительно) + нитрат лития разлагаются при нагревании до оксида металла, диоксида азота и кислорода:

Нитраты серебра и ртути разлагаются при нагревании до металла, диоксида азота и кислорода:

Нитрат аммония разлагается при небольшом нагревании до 270 о С оксида азота (I) и воды:

При более высокой температуре образуются азот и кислород:

Разложение карбонатов и гидрокарбонатов

Карбонаты натрия и калия плавятся при нагревании.

Карбонаты лития, щелочноземельных металлов и магния разлагаются на оксид металла и углекислый газ:

Карбонат аммония разлагается при 30 о С на гидрокарбонат аммония и аммиак:

Гидрокарбонат аммония при дальнейшем нагревании разлагается на аммиак, углекислый газ и воду:

Гидрокарбонаты натрия и калия при нагревании разлагаются на карбонаты, углекислый газ и воду:

Гидрокарбонат кальция при нагревании до 100 о С разлагается на карбонат, углекислый газ и воду:

При нагревании до 1200 о С образуются оксиды:

Разложение сульфатов

Сульфаты щелочных металлов при нагревании не разлагаются.

Сульфаты алюминия, щелочноземельных металлов, меди, железа и магния разлагаются до оксида металла, диоксида серы и кислорода:

Сульфаты серебра и ртути разлагаются до металла, диоксида серы и кислорода:

Разложение фосфатов, гидрофосфатов и дигидрофосфатов

Эти реакции, скорее всего, в ЕГЭ по химии не встретятся! Гидрофосфаты щелочных и щелочноземельных металлов разлагаются до пирофосфатов:

Ортофосфаты при нагревании не разлагаются (кроме фосфата аммония).

Разложение сульфитов

Сульфиты щелочных металлов разлагаются до сульфидов и сульфатов:

Разложение солей аммония

Некоторые соли аммония, не содержащие анионы кислот-сильных окислителей, обратимо разлагаются при нагревании без изменения степени окисления. Это хлорид, бромид, йодид, дигидрофосфат аммония:

Cоли аммония, образованные кислотами-окислителями, при нагревании также разлагаются. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Это дихромат аммония, нитрат и нитрит аммония:

Видеоопыт разложения нитрита аммония можно посмотреть здесь.

Разложение перманганата калия

Разложение хлората и перхлората калия

Хлорат калия при нагревании разлагается до перхлората и хлорида:

4KClO₃ → 3KClO₄ + KCl

При нагревании в присутствии катализатора (оксид марганца (IV)) образуется хлорид калия и кислород:

Читайте также: