Кислотные оксиды определение свойства и способы получения. Физические и химические свойства оксидов. Получения солеобразующих оксидов

Разложение хлоратов

Хлорамты -- группа химических соединений, соли хлорноватой кислоты HClO3. Хлорат анион имеет структуру тригональной пирамиды (dСl--О = 0,1452-0,1507 нм, угол ОСlО = 106°). Анион СlО3- не образует ковалентных связей через атом О и не склонен образовывать координационные связи. Обычно кристаллические вещества, растворимые в воде и некоторых полярных органических растворителях. В твердом состоянии при комнатной температуре довольно стабильны. При нагреве или в присутствии катализатора разлагаются с выделением кислорода. С горючими веществами могут образовывать взрывчатые смеси.

Xлораты являются сильными окислителями как в раствoре, так и в твердом состоянии: смеси безводных хлоратов с серой, углем и другими восстановителями, взрываются при быстром нагревании и ударе. Хотя хлор в хлоратах находится не в высшей степени окисления, окислить его до в водном растворе удается только электрохимически или под действием XeF2. Xлораты металлов переменной валентности обычно неустойчивы и склонны к взрывному распаду. Все хлораты щелочных металлов разлагаются с выделением большого количества тепла на МеСl и О2, с промежуточным образованием перхлоратов. Разложение хлоратов при нагревании рассмотрим на примере хлората калия:

2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 ^ (200 °C, в присутствии MnO2, Fe2O3, CuO и др.)

Без катализаторов эта реакция идет с промежуточным образованием перхлората калия:

4KClO3 = 3KClO4 + KCl (400 °C)

который потом разлагается:

KClO4 = KCl + 2O2^ (550--620 °C)

Нужно отметить то, что хлораты калия с восстановителями (фосфором, серой, органическими соединениями) взрывчаты и чувствительны к трению и ударам, чувствительность повышается в присутствии броматов и солей аммония. Из-за высокой чувствительности составов с бертолетовой солью, они практически не применяются для производства промышленных и военных взрывчатых веществ.

Иногда эта смесь используется в пиротехнике как источник хлора для цветнопламенных составов, входит в состав горючего вещества спичечной головки, и крайне редко в качестве инициирующих взрывчатых веществ (хлоратный порох - "сосис", детонирующий шнур, терочный состав ручных гранат вермахта).

Разложение карбонатов

Карбонаты - соли угольной кислоты, имеют состав Мех(СО3) у. Все карбонаты разлагаются при нагревании с образованием оксида металла и углекислого газа:

Na2CO3 > Na2O + CO2^ (при 1000 ?С)

МgCO3 > MgO + CO2^ (при 650 ?С)

Можно так же отметить кислые соли уголной кислоты, которые распадаются на оксид металла, воду и углекислый газ. Гидрокарбонат аммония же распадается уже при t 60 °C быстро распадается на NH3, CO2 и H2O, в пищевой промышленности он классифицируется как эмульгатор.

На процессе разложения, связанном с выделением газов, основано применение карбоната аммония вместо дрожжей в хлебопечении и кондитерской промышленности (пищевая добавка Е503).

Разложение нерастворимых в воде оснований

Гидроксиды металлов, нерастворимые в воде легко высушить а после нагреть. Вещество распадется на оксид металла и воду, так при разложении Cu(OH)2 , который в воде имеет ярко-синюю творожистую структуру, мы можем наблюдать почернение раствора, говорящее нам об образовании оксида меди (II).

Разложение оксидов

Разложение оксидов можно рассмотреть на примере с водой. Разложение воды происходит при очень высоких температурах(порядка 3000°C):

2 H 2 О(ж) + 572 кДж = 2 H 2 (г) + O 2 (г);

Данная реакция проходит в электрической дуге, где как раз сохраняется нужная температура. По данному примеру можно сказать о высокой устойчивости оксидов, разложение которых может являться очень трудоемким и энергозатратным процессом.

1 группа - несолеобразующие - N 2 O, NO, CO, SiO.

2 группа - солеобразующие:

1. Основные - это такие оксиды, которым соответствуют основания. Оксиды металлов , степень окисления которых +1, +2: Na 2 O, CaO, CuO, FeO, CrO. Реагируют с избытком кислоты с образованием соли и воды. Основным оксидам соответствуют основания: 1) щелочные металлы; 2) щелочноземельные металлы; 3) некоторые - CrO, MnO, FeO. Типичные реакции основных оксидов:
   • Основный оксид + кислота → соль + вода (реакция обмена).
   • Основный оксид + кислотный оксид → соль (реакция соединения)
   • Основный оксид + вода → щелочь (реакция соединения).
2. Кислотные - - это такие оксиды, которым соответствуют кислоты. Оксиды неметаллов. Оксиды металлов , степень окисления которых > +5: SO 2 , SO 3 , P 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 . Реагируют с избытком щелочи с образованием соли и воды. Типичные реакции кислотных оксидов:
   • Кислотный оксид + основание → соль + вода (реакция обмена).
   • Кислотный оксид + основный оксид → соль (реакция соединения).
   • Кислотный оксид + вода → кислота (реакция соединения)
3. Амфотерные - это оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства. Оксиды металлов , степень окисления которых +2, +3, +4: BeO, ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 . Взаимодействуют как с кислотами так и с основаниями. Реагируют с основными и кислотными оксидами. Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются. Типичные реакции амфотерных оксидов:
   • Амфотерный оксид + кислота → соль + вода (реакция обмена).
   • Амфотерный оксид + основание → соль + вода или комплексное соединение.

Оксид углерода 2 и 4

Оксид углерода(II) в химическом отношении – инертное вещество. Не реагирует с водой, однако при нагревании с расплавленными щелочами образует соли муравьиной кислоты: CO + NaOH = HCOONa.

Взаимодействие с кислородом

При нагревании в кислороде сгорает красивым синим пламенем: 2СО + О 2 = 2СО 2 .

Взаимодействие с водородом : СО + Н 2 = С + Н 2 О.

Взаимодействие с другими неметаллами. При облучении и в присутствии катализатора взаимодействует с галогенами: СО + Cl 2 = COCl 2 (фосген). и серой СО + S = COS (карбонилсульфид).

Восстановительные свойства

СО – энергичный восстановитель. Восстанавливает многие металлы из их оксидов:

C +2 O + CuO = Сu + C +4 O 2 .

Взаимодействие с переходными металлами

С переходными металлами образует карбонилы:

• Ni + 4CO = Ni(CO) 4 ;
• Fe + 5CO = Fe(CO) 5 .

Оксид углерода (IV) (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода,угольный ангидрид) - CO 2 , бесцветный газ (в нормальных условиях), без запаха, со слегка кисловатым вкусом. Химически оксид углерода (IV) инертен.

Окислительные свойства

С сильными восстановителями при высоких температурах проявляет окислительные свойства. Углем восстанавливается до угарного газа: С + СО 2 = 2СО.

Магний, зажженный на воздухе, продолжает гореть и в атмосфере углекислого газа: 2Mg + CO 2 = 2MgO + C.

Свойства кислотного оксида

Типичный кислотный оксид. Реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты:

• Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3 ,
• 2NaOH + CO2 = Na 2 CO 3 + H 2 O,
• NaOH + CO 2 = NaHCO 3 .

Качественна реакция - для обнаружения углекислого газа является помутнение известковой воды.

О 2 .

Оксиды делят:

Номенклатура оксидов.

В настоящее время используют международную номенклатуру, согласно которой любой оксид называется оксидом с указанием римскими цифрами степени окисления элемента: оксид серы (IV) - SO 2 , оксид железа (III) - Fe 2 O 3 , оксид углерода (II) CO и т.д.

Однако до сих пор встречаются и старые названия оксидов :

Получения солеобразующих оксидов.

Основные оксиды - оксиды типичных металлов, им соответствующие гидроксиды , обладающие свойствами оснований.

Кислотные оксиды - оксиды неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления .

Основные оксиды	Кислотные оксиды
1. Окисление металлов при нагревании в атмосфере воздуха:	1. Окисление неметаллов при нагревании в атмосфере воздуха:
2 Mg + O 2 = 2 MgO, Этот метод практически неприменим для щелочных металлов, которые обычно образуют пероксиды, а не оксиды.	4 P + 5O 2 = 2P 2 O 5 ,
2. Обжиг сульфидов:
2 CuS + 3 O 2 = 2 CuO + 2 SO 2 , Этот метод также неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.	2 ZnS + 3 O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ,
3. Разложение гидроксидов при температуре:
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O, Этим способом также нельзя получить оксиды щелочных металлов.
4. Разложение солей кислородосодержащих кислот при температуре:
BaСO 3 = BaO + CO 2 , Этот способ хорошо применим для нитратов и карбонатов.

Амфотерные оксиды.

Амфотерные оксиды обладают двойственной природой: они могут взаимодействовать с кислотами и с основаниями (щелочами):

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3 H 2 O ,

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Типичные амфотерные оксиды: H 2 O, BeO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 и др.

Свойства оксидов.

Основные оксиды	Кислотные оксиды
1. Разложение при нагревании:
2HgO =2Hg + O 2 Разлагаются только оксиды ртути и благородных металлов, остальные не разлагаются.
2. При нагревании реагируют с кислотными и амфотерными оксидами:	Взаимодействуют с основными оксидами, амфотерными оксидами, гидроксидами:
BaO + SiO 2 = BaSiO 3, MgO + Al 2 O 3 = Mg(AlO 2) 2,	BaO + SiO 2 = BaSiO 3, Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O,
Реагируют с водой:
K 2 O + H 2 O = 2KOH, CaO + H 2 O = Ca(OH) 2,	SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4, CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3,
Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe, 3CuO + 2NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H 2 O,	CO 2 + C = 2CO, 2SO 2 + O 2 = 2SO 3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксиды – класс неорганических соединений, представляют собой соединения химического элемента с кислородом, в которых кислород проявляет степень окисления «-2».

Исключение дифторид кислорода (OF 2), поскольку электроотрицательность фтора выше, чем у кислорода и фтор всегда проявляет степень окисления «-1».

Оксиды, в зависимости от проявляемых ими химических свойств подразделяют на два класса – солеобразующие и несолеобразующие оксиды. Солеобразующие оксиды имеют внутреннюю классификацию. Среди них выделяют кислотные, основные и амфотерные оксиды.

Химические свойства несолеобразующих оксидов

Несолеобразующие оксиды не проявляют ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств, не образуют соли. К несолеобразующим оксидам относятся оксиды азота (I) и (II) (N 2 O, NO), оксид углерода (II) (CO), оксид кремния (II) SiO и др.

Несмотря на то, что несолеобразующие оксиды не способны к образованию солей при взаимодействии оксида углерода (II) с гидроксидом натрия образуется органическая соль – формиат натрия (соль муравьиной кислоты):

CO + NaOH = HCOONa.

При взаимодействии несолеобразующих оксидов с кислородом получают высшие оксиды элементов:

2CO + O 2 = 2CO 2 ;

2NO + O 2 = 2NO 2 .

Химические свойства солеобразующих оксидов

Среди солеобразующих оксидов различают основные, кислотные и амфотерные оксиды, первые из которых при взаимодействии с водой образуют основания (гидроксиды), вторые – кислоты, а третьи – проявляют свойства как кислотных, так и основных оксидов.

Основные оксиды реагируют с водой с образованием оснований:

CaO + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 ;

Li 2 O + H 2 O = 2LiOH.

При взаимодействии основных оксидов с кислотными или амфотерными оксидами получаются соли:

CaO + SiO 2 = CaSiO 3 ;

CaO + Mn 2 O 7 = Ca(MnO 4) 2 ;

CaO + Al 2 O 3 = Ca(AlO 2) 2 .

Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием солей и воды:

CaO + H 2 SO 4 = CaSO 4 + H 2 O;

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O.

При взаимодействии основных оксидов, образованных металлами, стоящими в ряду активности после алюминия, с водородом, происходит восстановление металлов, входящих в оксида:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

Кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислот:

P 2 O 5 + H 2 O = HPO 3 (метафосфорная кислота);

HPO 3 + H 2 O = H 3 PO 4 (ортофосфорная кислота);

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 .

Некоторые кислотные оксиды, например, оксид кремния (IV) (SiO 2), не вступают в реакцию взаимодействия с водой, поэтому, соответствующие этим оксидам кислоты получают косвенным путем.

При взаимодействии кислотных оксидов с основными или амфотерными оксидами получаются соли:

P 2 O 5 + 3CaO = Ca 3 (PO 4) 2 ;

CO 2 + CaO = CaCO 3 ;

P 2 O 5 +Al 2 O 3 = 2AlPO 4 .

Кислотные оксиды реагируют с основаниями с образованием солей и воды:

P 2 O 5 + 6NaOH = 3Na 3 PO 4 + 3H 2 O;

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

Амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотными и основными оксидами (см. выше), а также с кислотами и основаниями:

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O;

Al 2 O 3 + NaOH + 3H 2 O = 2Na;

ZnO + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 O;

ZnO + 2KOH + H 2 O = K 2 4

ZnO + 2KOH = K 2 ZnO 2 .

Физические свойства оксидов

Большинство оксидов – твердые вещества при комнатной температуре (CuO – порошок черного цвета, CaO – белое кристаллическое вещество, Cr 2 O 3 – порошок зеленого цвета и т.д.). Некоторые оксиды представляют собой жидкости (вода – оксид водорода – бесцветная жидкость, Cl 2 O 7 – бесцветная жидкость) или газы (CO 2 – газ без цвета, NO 2 – газ бурого цвета). Строение оксидов также различно, чаще всего молекулярное или ионное.

Получение оксидов

Практически все оксиды можно получить по реакции взаимодействия конкретного элемента с кислородом, например:

2Cu + O 2 = 2CuO.

К образованию оксидов также приводит термическое разложение солей, оснований и кислот:

CaCO 3 = CaO + CO 2 ;

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O;

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

Среди других способов получения оксидов выделяют обжиг бинарных соединений, например, сульфидов, окисление высших оксидов до низших, восстановление низших оксидов до высших, взаимодействие металлов с водой при высокой температуре и др.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

При электролизе 40 моль воды выделилось 620 г кислорода. Определите выход кислорода.

Решение

Выход продукта реакции определяется по формуле: η = m pr / m theor × 100%. Практическая масса кислорода – масса, указанная в условии задачи – 620 г. Теоретическая масса продукта реакции – масса, рассчитанная по уравнению реакции. Запишем уравнение реакции разложения воды под действием электрического тока: 2H 2 O = 2H 2 + O 2 . Согласно уравнению реакции n(H 2 O):n(O 2) = 2:1, следовательно n(O 2) = 1/2×n(H 2 O) = 20 моль. Тогда, теоретическая масса кислорода будет равна:

Взаимодействие оксидов с водой

Правило	Комментарий
Основный оксид + H 2 O → Щелочь	Реакция идет, если образуется растворимое основание, а также Ca(OH) 2: Li 2 O + H 2 O → 2LiOH Na 2 O + H 2 O → 2NaOH K 2 O + H 2 O → 2KOH CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 SrO + H 2 O → Sr(OH) 2 BaO + H 2 O → Ba(OH) 2 MgO + H 2 O → Реакция не идет, ак как Mg(OH) 2 нерастворим* FeO + H 2 O → Реакция не идет, так как Fe(OH) 2 нерастворим CrO + H 2 O → Реакция не идет, так как Cr(OH) 2 нерастворим CuO + H 2 O → Реакция не идет, так как Cu(OH) 2 нерастворим
Амфотерный оксид	Амфотерные оксиды, также как и амфотерные гидроксиды, с водой не взаимодействуют
Кислотный оксид + H 2 O → Кислота	Все реакции идут за исключением SiO 2 (кварц, песок): SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 N 2 O 5 + H 2 O → 2HNO 3 P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4 и т.д. SiO 2 + H 2 O → реакция не идет

* Источник: "Я сдам ЕГЭ. Курс самоподготовки", стр. 143.

Взаимодействие оксидов друг с другом

1. Оксиды одного типа друг с другом не взаимодействуют:

Na 2 O + CaO → реакция не идет
CO 2 + SO 3 → реакция не идет

2. Как правило, оксиды разных типов взаимодействуют друг с другом (исключения: CO 2 , SO 2 , о них подробнее ниже):

Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4
CaO + CO 2 → CaCO 3
Na 2 O + ZnO → Na 2 ZnO 2

Взаимодействие оксидов с кислотами

1. Как правило, основные и амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами:

Na 2 O + HNO 3 → NaNO 3 + H 2 O
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Исключением является очень слабая нерастворимая (мета)кремниевая кислота H 2 SiO 3 . Она реагирует только с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов.
CuO + H 2 SiO 3 → реакция не идет.

2. Кислотные оксиды не вступают в реакции ионного обмена с кислотами, но возможны некоторые окислительно-восстановительные реакции:

SO 2 + 2H 2 S → 3S + 2H 2 O
SO 3 + H 2 S → SO 2 - + H 2 O

SiO 2 + 4HF(нед.) → SiF 4 + 2H 2 O

С кислотами-окислителями (только если оксид можно окислить):
SO 2 + HNO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + NO

Взаимодействие оксидов с основаниями

1. Основные оксиды с щелочами и нерастворимыми основаниями НЕ взаимодействуют.

2. Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями с образованием солей:

CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2 + NaOH → NaHCO 3 (если CO 2 в избытке)

3. Амфотерные оксиды взаимодействуют с щелочами (т.е. только с растворимыми основаниями) с образованием солей или комплексных соединений:

а) Реакциях с растворами щелочей:

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (тетрагидроксоцинкат натрия)
BeO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (тетрагидроксобериллат натрия)
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (тетрагидроксоалюминат натрия)

б) Сплавление с твердыми щелочами:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O (цинкат натрия)
(кислота: H 2 ZnO 2)
BeO + 2NaOH → Na 2 BeO 2 + H 2 O (бериллат натрия)
(кислота: H 2 BeO 2)
Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O (алюминат натрия)
(кислота: HAlO 2)

Взаимодействие оксидов с солями

1. Кислотные и амфотерные оксиды взаимодействуют с солями при условии выделения более летучего оксида, например, с карбонатами или сульфитами все реакции протекают при нагревании:

SiO 2 + CaCO 3 → CaSiO 3 + CO 2 -
P 2 O 5 + 3CaCO 3 → Ca 3 (PO 4) 2 + 3CO 2 -
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
ZnO + 2KHCO 3 → K 2 ZnO 2 + 2CO 2 + H 2 O

SiO 2 + K 2 SO 3 → K 2 SiO 3 + SO 2 -
ZnO + Na 2 SO 3 → Na 2 ZnO 2 + SO 2 -

Если оба оксида являются газообразными, то выделяется тот, который соответствует более слабой кислоте:
K 2 CO 3 + SO 2 → K 2 SO 3 + CO 2 - (H 2 CO 3 слабее и менее устойчива, чем H 2 SO 3)

2. Растворенный в воде CO 2 растворяет нерастворимые в воде карбонаты (с образованием растворимых в воде гидрокарбонатов):
CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → Ca(HCO 3) 2
CO 2 + H 2 O + MgCO 3 → Mg(HCO 3) 2

В тестовых заданиях такие реакции могут быть записаны как:
MgCO 3 + CO 2 (р-р), т.е. используется раствор с углекислым газом и, следовательно, в реакцию необходимо добавить воду.

Это один из способов получения кислых солей.

Восстановление слабых металлов и металлов средней активности из их оксидов возможно с помощью водорода, углерода, угарного газа или более активного металла (все реакции проводятся при нагревании):

1. Реакции с CO, C и H 2:

CuO + C → Cu + CO-
CuO + CO → Cu + CO 2
CuO + H 2 → Cu + H 2 O-

ZnO + C → Zn + CO-
ZnO + CO → Zn + CO 2
ZnO + H 2 → Zn + H 2 O-

PbO + C → Pb + CO
PbO + CО → Pb + CO 2 -
PbO + H 2 → Pb + H 2 O

FeO + C → Fe + CO
FeO + CО → Fe + CO 2 -
FeO + H 2 → Fe + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3C → 2Fe + 3CO
Fe 2 O 3 + 3CО → 2Fe + 3CO 2
Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O-

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

2. Восстановление активных металлов (до Al включительно) приводит к образованию карбидов, а не свободного металла:

CaO + 3C → CaC 2 + 3CO
2Al 2 O 3 + 9C → Al 4 C 3 + 6CO

3. Восстановление более активным металлом:

3FeO + 2Al → 3Fe + Al 2 O 3
Cr 2 O 3 + 2Al → 2Cr + Al 2 O 3 .

4. Некоторые оксиды неметаллов также возможно восстановить до свободного неметалла:

2P 2 O 5 + 5C → 4P + 5CO 2
SO 2 + C → S + CO 2
2NO + C → N 2 + CO 2
2N 2 O + C → 2N 2 + CO 2
SiO 2 + 2C → Si + 2CO

Только оксиды азота и углерода реагируют с водородом:

2NO + 2H 2 → N 2 + 2H 2 O
N 2 O + H 2 → N 2 + H 2 O

SiO 2 + H 2 → реакция не идет.

В случае углерода восстановления до простого вещества не происходит:
CO + 2H 2 <=> CH 3 OH (t, p, kt)

Особенности свойств оксидов CO 2 и SO 2

1. Не реагируют с амфотерными гидроксидами:

CO 2 + Al(OH) 3 → реакция не идет

2. Реагируют с углеродом:

CO 2 + C → 2CO-
SO 2 + C → S + CO 2 -

3. С сильными восстановителями SO 2 проявляет свойства окислителя:

SO 2 + 2H 2 S → 3S + 2H 2 O
SO 2 + 4HI → S + 2I 2 + 2H 2 O
SO 2 + 2C → S + CO 2
SO 2 + 2CO → S + 2CO 2 (Al 2 O 3 , 500°C)

4. Сильные окислители окисляют SO 2:

SO 2 + Cl 2 <=> SO 2 Cl 2
SO 2 + Br 2 <=> SO 2 Br 2
SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO
SO 2 + H 2 O 2 → H 2 SO 4

5SO 2 + 2KMnO 4 +2H 2 O → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4
SO 2 + 2KMnO 4 + 4KOH → 2K 2 MnO 4 +K 2 SO 4 + 2H 2 O

SO 2 + HNO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + NO

6. Оксид углерода (IV) CO 2 проявляет менее выраженные окислительные свойства, реагируя только с активными металлами, например:

CO 2 + 2Mg → 2MgO + C (t)

Особенности свойств оксидов азота (N 2 O 5 , NO 2 , NO, N 2 O)

1. Необходимо помнить, что все оксиды азота являются сильными окислителями. Совсем необязательно помнить какие продукты образуются в подобных реакциях, так как подобные вопросы возникают только в тестах. Нужно лишь знать основные восстановители, такие как C, CO, H 2 , HI и йодиды, H 2 S и сульфиды, металлы (и т.д.) и знать, что оксиды азота их с большой вероятностью окислят.

2NO 2 + 4CO  → N 2 + 4CO 2
2NO 2 + 2S → N 2 + 2SO 2
2NO 2 + 4Cu → N 2 + 4CuO

N 2 O 5 + 5Cu → N 2 + 5CuO
2N 2 O 5 + 2KI → I 2 + 2NO 2 + 2KNO 3
N 2 O 5 + H 2 S → 2NO 2 + S + H 2 O

2NO + 2H 2 → N 2 + 2H 2 O
2NO + C → N 2 + CO 2
2NO + Cu → N 2 + 2Cu 2 O
2NO + Zn → N 2 + ZnO
2NO + 2H 2 S → N 2 + 2S + 2H 2 O

N 2 O + H 2 → N 2 + H 2 O
2N 2 O + C → 2N 2 + CO 2
N 2 O + Mg → N 2 + MgO

2. Могут окисляться сильными окислителями (кроме N 2 O 5 , так как степень окисления уже максимальная):
2NO + 3KClO + 2KOH → 2KNO 3 + 3KCl + H 2 O
8NO + 3HClO 4 + 4H 2 O → 8HNO 3 + 3HCl
14NO + 6HBrO 4 + 4H 2 O → 14HNO 3 + 3Br 2
NO + KMnO 4 + H 2 SO 4 → HNO 3 + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O
5N 2 O + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 10NO + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O.

3. Несолеобразующие оксиды N 2 O и NO не реагируют ни с водой, ни с щелочами, ни с обычными кислотами (кислотами-неокислителями).

Химические свойства CO как сильного восстановителя

1. Реагирует с некоторыми неметаллами:

2CO + O 2 → 2CO 2
CO + 2H 2 <=> CH 3 OH (t, p, kt)
CO + Cl 2 <=> COCl 2 (фосген)

2. Реагирует с некоторыми сложными соединениями:

CO + KOH → HCOOK
CO + Na 2 O 2 → Na 2 CO 3
CO + Mg → MgO + C (t)

3. Восстанавливает некоторые металлы (средней и малой активности) и неметаллы из их оксидов:

CO + CuO → Cu + CO 2
3CO + Fe 2 O 3 → 2Fe + 3CO 2
3CO + Cr 2 O 3 → 2Cr + 3CO 2

2CO + SO 2 → S + 2CO 2 - (Al 2 O 3 , 500°C)
5CO + I 2 O 5 → I 2 + 5CO 2 -
4CO + 2NO 2 → N 2 + 4CO 2

3. С обычными кислотами и водой CO (также как и другие несолеобразующие оксиды) не реагирует.

Химические свойства SiO 2

1. Взаимодействует с активными металлами:

SiO 2 + 2Mg → 2MgO + Si
SiO 2 + 2Ca → 2CaO + Si
SiO 2 + 2Ba → 2BaO + Si

2. Взаимодействует с углеродом:

SiO 2 + 2C → Si + 2CO
(Согласно пособию "Курс самоподготовки" Каверина, SiO 2 + CO → реакция не идет)

3 С водородом SiO 2 не взаимодействует.

4. Реакции с растворами или расплавами щелочей, с оксидами и карбонатами активных металлов:

SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 +H 2 O
SiO 2 + CaO → CaSiO 3
SiO 2 + BaO → BaSiO 3
SiO 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 SiO 3 + CO 2
SiO 2 + CaCO 3 → CaSiO 3 + CO 2

SiO 2 + Cu(OH) 2 → реакция не идет (из оснований оксид кремния реагирует только с щелочами).

5. Из кислот SiO 2 взаимодействует только с плавиковой кислотой:

SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O.

Свойства оксида P 2 O 5 как сильного водоотнимающего средства

HCOOH + P 2 O 5 → CO + H 3 PO 4
2HNO 3 + P 2 O 5 → N 2 O 5 + 2HPO 3
2HClO 4 + P 2 O 5 → Cl 2 O 7 + 2HPO 3 .

Термическое разложение некоторых оксидов

В вариантах экзамена такое свойство оксидов не встречается, но рассмотрим его для полноты картины:
Основные:
4CuO → 2Cu 2 O + O 2 (t)
2HgO → 2Hg + O 2 (t)

Кислотные:
2SO 3 → 2SO 2 + O 2 (t)
2N 2 O → 2N 2 + O 2 (t)
2N 2 O 5 → 4NO 2 + O 2 (t)

Амфотерные:
4MnO 2 → 2Mn 2 O 3 + O 2 (t)
6Fe 2 O 3 → 4Fe 3 O 4 + O 2 (t).

Особенности оксидов NO 2 , ClO 2 и Fe 3 O 4

1. Диспропорционирование: оксидам NO 2 и ClO 2 соответствуют две кислоты, поэтому при взаимодействии с щелочами или карбонатами щелочных металлов образуются две соли: нитрат и нитрит соответствующего металла в случае NO 2 и хлорат и хлорит в случае ClO 2:

2N +4 O 2 + 2NaOH → NaN +3 O 2 + NaN +5 O 3 + H 2 O

4NO 2 + 2Ba(OH) 2 → Ba(NO 2) 2 + Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O

2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2

В аналогичных реакциях с кислородом образуются только соединения с N +5 , так как он окисляет нитрит до нитрата:

4NO 2 + O 2 + 4NaOH → 4NaNO 3 + 2H 2 O

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 (растворение в избытке кислорода)

2Cl +4 O 2 + H 2 O → HCl +3 O 2 + HCl +5 O 3
2ClO2 + 2NaOH → NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O

2. Оксид железа (II,III) Fe 3 O 4 (FeO·Fe 2 O 3) содержит железо в двух степенях окисления: +2 и +3, поэтому в реакциях с кислотами образуются две соли:

Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 4H 2 O.