Химические свойства оксидов
Химические свойства оксидов определяются их составом и характером: основные оксиды обычно проявляют основные свойства, кислотные — кислотные, а амфотерные способны реагировать и с кислотами, и со щелочами. Чтобы предсказать реакцию, сначала определите тип оксида, затем проверьте растворимость и возможность образования воды, газа или осадка.
Тип оксида и общий план рассуждения
Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород со степенью окисления \(-2\). По химическим свойствам выделяют основные оксиды, кислотные оксиды, амфотерные и несолеобразующие оксиды. Подробная классификация рассматривается на странице классификация неорганических соединений.
| Тип оксида | С чем обычно реагирует | Примеры |
|---|---|---|
| Основный | с водой, кислотами, кислотными оксидами | \(Na_2O\), \(CaO\), \(CuO\) |
| Кислотный | с водой, основаниями, основными оксидами | \(CO_2\), \(SO_3\), \(P_2O_5\) |
| Амфотерный | с кислотами и щелочами | \(Al_2O_3\), \(ZnO\) |
| Несолеобразующий | обычно не образует солей в типичных реакциях | \(CO\), \(NO\), \(N_2O\) |
Основный оксид — оксид металла, которому соответствуют основание и соль. Кислотный оксид — оксид неметалла или металла в высокой степени окисления, которому соответствуют кислота и соль. Амфотерный оксид проявляет и основные, и кислотные свойства.
1. Определите тип оксида. 2. Назовите второе вещество. 3. Предскажите продукты по типу реакции. 4. Проверьте растворимость и расставьте коэффициенты.
Реакции оксидов с водой
С водой реагируют не все оксиды. Основные оксиды активных металлов образуют основания, причём растворимые основания называют щёлочами. Кислотные оксиды образуют кислоты. Нерастворимые основные оксиды, например \(CuO\), с водой обычно не реагируют.
Некоторые кислотные оксиды соответствующих кислот с водой не реагируют или реакция практически не используется в школьных задачах. Например, \(SiO_2\) с водой не взаимодействует. Поэтому нельзя автоматически записывать кислоту для любого кислотного оксида.
Активный основной оксид металла + вода \(→\) основание; кислотный оксид + вода \(→\) соответствующая кислота, если такая реакция возможна. Для каждого уравнения проверяйте индексы и коэффициенты.
Реакции с кислотами и основаниями
Основные оксиды реагируют с кислотами по типу нейтрализации: образуются соль и вода. Это относится и к нерастворимым основным оксидам, например к оксиду меди(II).
Кислотные оксиды реагируют с основаниями и щёлочами. В результате обычно образуются соль и вода. Если кислотный оксид взаимодействует с щёлочью в избытке, возможны средняя или кислая соль; в базовых заданиях чаще рассматривают полную нейтрализацию.
Какое уравнение правильно описывает реакцию основного оксида с кислотой?
Оксиды могут реагировать и друг с другом. Основный оксид соединяется с кислотным с образованием соли. Так получают, например, силикаты, сульфаты и карбонаты. Амфотерные оксиды в таких реакциях могут выступать как кислотные или как основные.
Основный оксид + кислотный оксид \(→\) соль. Кислотный оксид + основание \(→\) соль + вода. Основный оксид + кислота \(→\) соль + вода.
Амфотерные и несолеобразующие оксиды
Амфотерные оксиды, например \(Al_2O_3\) и \(ZnO\), реагируют с кислотами как основные оксиды. Со щелочами они реагируют как кислотные оксиды, образуя растворимые комплексные соединения или гидроксокомплексы. В школьных уравнениях состав продукта зависит от условий и принятой записи.
Несолеобразующие оксиды обычно не реагируют с водой, кислотами и основаниями с образованием обычных солей. К ним относят \(CO\), \(NO\), \(N_2O\). Однако слово «обычно» важно: отдельные реакции возможны, например окисление угарного газа кислородом.
1. Считать, что любой оксид реагирует с водой. 2. Путать кислотный оксид с кислотой: \(CO_2\) — оксид, а \(H_2CO_3\) — кислота. 3. Не учитывать коэффициент 2 перед \(HCl\) в реакции с \(CuO\). 4. Записывать реакцию между двумя основными или двумя кислотными оксидами без основания. 5. Забывать, что амфотерные оксиды реагируют со щёлочами не так, как обычные основные оксиды.
Разобранный пример: цепочка превращений
Определим вещества в цепочке: \(CaCO_3 \rightarrow CaO \rightarrow Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\). Нужно подобрать реагенты и записать уравнения.
Открыть решение Пример
В первом переходе нужен нагрев, потому что это разложение. Во втором используется вода. В третьем распознаём реакцию основания с кислотным оксидом: соль и вода. Осадок \(CaCO_3\) подтверждает протекание реакции.
Quick-test
Проверьте понимание темы
Главное
- Основные оксиды реагируют с кислотами, кислотными оксидами и иногда с водой; продуктами часто являются соль и вода или основание.
- Кислотные оксиды реагируют с основаниями и основными оксидами; с водой некоторые образуют кислоты.
- Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами.
- Несолеобразующие оксиды обычно не дают типичных реакций образования солей.
- Перед записью уравнения определите тип оксида, возможные продукты, растворимость и расставьте коэффициенты.