Оксиды

Оксиды

Презентация Ипатовой А.Н. Лицей № 344

8 класс

Оксиды

Примеры оксидов

SO2- сернистый газ или сернистый ангидрид

H2O- оксид водорода или вода

Это класс сложных веществ , состоящих из атомов 2 видов , один из которых кислород .Оксиды- бинарные соединения ( эти вещества состоят из 2 химических элементов .)

СаО-оксид кальция

P2o5-оксид фосфора или фосфорный ангидрид

СО2-оксид углерода или углекислый газ

Способ получения оксидов

Нередко это химические реакции горения. Горение- это бурная химическая реакция , которая сопровождается выделением тепла и света .

Оксиды в лаборатории и в промышленности получают самыми разными способами . Один из них – получение оксидов из простых веществ .

Рассмотрим горение в кислороде серы , угля ,фосфора ,железа . Какие признаки реакции горения наблюдаем?

Способ записи реакций

Химическое превращение можно записать с помощью химических формул: S+ O2 ?SO2 Fe + O2?Fe3O4

Химическое превращение можно записать с помощью слов: Сера+ кислород ?сернистый газ Железо + кислород?железная окалина

+

+

С

+

Запись химического явления с помощью формул

О2

Со2

Уголь

Кислород

Углекислый газ

Запомни

Реагенты

Продукты

С

+

О2

Со2

Вещества , которые вступают в хим. реакцию , называются

Вещества , которые получаются в хим. реакции , называются

Продукт:углекислый газ

Реагенты: уголь и кислород

Номенклатура оксидов

Тривиальная номенклатура

Международная

CuO- оксид (чего?) меди. СО2- оксид углерода.

Вещество можно назвать несколькими способами :

Это названия веществ с давних времен или те , которым ученые дали «свои» имена.

Это названия веществ по особым правилам , принятым учеными всего мира .

Оксиды называются так: слово « оксид» + название другого элемента по-русски в родительном падеже .

Запомни

Другая номенклатура

Если элемент образует несколько оксидов , то после международного названия указывают в скобках римскими цифрами важную характеристику элемента в этом веществе – валентность.

Если формула оксида имеет вид ЭО ,то называют так Монооксид + название элемента по-русски в род. падеже

Если формула оксида имеет вид ЭО2 ,то называют так диоксид + название элемента по-русски в род. падеже

Назовем SO

2

Сернистый газ

Сернистый газ

Оксид серы (IV)

Диоксид серы

Диоксид серы

Если формула оксида имеет вид ЭО3 ,то называют триоксид + название элемента по-русски в род. падеже

Если формула оксида имеет вид ЭО4 ,то называют тетраоксид + название элемента по-русски в род. падеже

Cl2O

NO2

CO2

Физические свойства некоторых оксидов

Оксид хлора (I)

Оксид углерода (IV) Диоксид углерода Углекислый газ (бесцветный газ)

Оксид азота (IV) Диоксид азота

N2O3

H2O

Cl2O7

Оксид хлора (VII) Хлорный ангидрид

Оксид азота (III) Азотистый ангидрид

Оксид водорода вода

Cu2O

CuO

UO3

FeO

Оксид меди (I)

Оксид меди (II)

Оксид урана (VI) Триоксид урана

Оксид железа (II)

9 класс

Примеры:

N2O

NO

Классификация оксидов

Безразличные (индиффирентные)

Оксид азота (I) Закись азота, веселящий газ

Эти оксиды не взаимодействуют с водой ( прямо или косвенно) ? им не соответствуют гидроксиды

Оксид азота (II) Монооксид азота

Бесцветный газ со сладковатым запахом

Бесцветный газ без вкуса и запаха

Основные

CO

Эти оксиды взаимодействуют с водой ( прямо или косвенно) ? им соответствуют гидроксиды-основания

Оксид углерода (II) Монооксид углерода Угарный газ

Непосредственно с водой реагируют оксиды металлов, которые ? главным подгруппам I и II групп ( ? оксиды щелочных и щелочноземельных металлов).

Бесцветный газ без вкуса и запаха, очень ядовит,так как выводит из строя молекулы гемоглобина.

Na2O + H2O = 2NaOH

CaO + H2O = Ca(OH)2

Взаимодействие с водой

Оксид щелочного (щелочноземельного ) металла + вода ? основание-щелочь

Чтобы получить нерастворимое основание из соответствующего оксида, проводят 2 реакции: А) реакцию оксида с кислотой с образованием растворимой соли Б) реакцию этой соли со щелочью

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

+

=

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4

=

+

CuO+SO3=CuSO4

CaO+CO2=CaCO3

Взаимодействие с кислотными оксидами

Основный оксид при спекании с кислотным оксидом дает соль. При такой реакции соединения степени окисления элементов не меняются.

Оксид меди (II)

Оксид серы (VI)

Сульфат меди (II)

Оксид кальция

Оксид углерода(IV)

Карбонат кальция (известняк)

PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O

Взаимодействие с кислотами

+

=

Основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды.

Азотная кислота

Оксид свинца

Нитрат свинца

CaO+ZnO=CaZnO2

Na2O+Al2O3=2NaAlO2

Взаимодействие с амфотерными оксидами

Основные оксиды взаимодействуют с амфотерными оксидами также с образованием соли , при этом элемент в основном оксиде входит в состав катиона соли.

Оксид кальция

Оксид цинка

Цинкат кальция

Оксид алюминия

Метаалюминат натрия

Оксид натрия

Кислотные

Эти оксиды взаимодействуют с водой ( прямо или косвенно) ? им соответствуют гидроксиды-кислоты

Кислотные оксиды образуют неметаллы( элементы главных подгрупп), а также металлы(элементы побочных подгрупп) с максимальной степенью окисления (она = № группы).

SO2 + H2O = H2SO3

CO2 + H2O = H2CO3

Взаимодействие с водой

Кислотный оксид + вода ? гидроксид-кислота

Сернистая кислота

Оксид серы (IV)

Угольная кислота

Оксид углерода (IV)

SiO2+Na2O=Na2SiO3

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+ H2SiO3

Иногда кислотные оксиды непосредственно не взаимодействуют с водой ? для получения кислоты проводят 2 реакции: Спекание кислотного оксида с основным. Взаимодействие этой соли с сильной кислотой.

Силикат натрия

Оксид кремния

Оксид натрия

Соляная кислота

Кремниевая кислота

N2O5+2Na2O=2Na2NO3

Mn2O7+K2O=2KMnO4

Взаимодействие с основными оксидами

Кислотный оксид при спекании с основным оксидом дает соль. При такой реакции соединения степени окисления элементов не меняются.

Нитрат натрия

Оксид азота(V)

Перманганат калия

Оксид марганца(VII)

2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O

6CsOH+P2O5=2Cs3PO4+3H2O

Взаимодействие со щелочами

Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями-щелочами с образованием соли и воды.

Гидроксид натрия

Оксид серы(VI)

Сульфат натрия

Гидроксид цезия

Гидроксид цезия

Фосфат цезия

Оксид фосфора(V)

Оксид фосфора(V)

SO2+ZnO=ZnSO3

P2O5+Al2O3=2AlPO4

Взаимодействие с амфотерными оксидами

Кислотные оксиды взаимодействуют с амфотерными оксидами также с образованием соли , при этом элемент в кислотном оксиде входит в состав аниона соли (кислотного остатка).

Оксид серы(IV)

Оксид цинка

Сульфит цинка

Оксид фосфора(V)

Фосфат алюминия

Амфотерные

SO3+ZnO=ZnSO4

H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O

Эти оксиды являются нерастворимыми в воде, но в зависимости от других реагентов являются либо основными, либо кислотными. ? в зависимости от условий соответствующий гидроксид либо основание, либо кислота.

Оксид серы(VI)

Сульфат цинка

Серная кислота

Оксид цинка

CuO+ZnO=CuZnO2

2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O

Подробнее смотри отдельную презентацию про амфотерные соединения.

Вывод: с кислотным оксидом и кислотой амфотерный оксид цинка ведет себя как основный оксид.

Цинкат меди (II)

Оксид меди (II)

Гидроксид натрия

Цинкат натрия

Вывод: с основным оксидом и щелочью амфотерный оксид цинка ведет себя как кислотный оксид.

S+o2=so2(сернистый газ)

S0-4??S+4

2O0+4??2O-2

Получение оксидов

Взаимодействие элементов с кислородом

+4

-2

0

0

Здесь в качестве примеров будут приведены некоторые важные в промышленности реакции.

4

1

1

4

Это 1 стадия производства серной кислоты из самородной серы.

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

2mg+o2=2mgo(оксид магния)

N2+o2=2no(монооксид азота)

Mg0-2??Mg+2

2O0+4??2O-2

+2

-2

0

0

+2

-2

0

0

4

2

2

1

Магний сгорает с яркой вспышкой, поэтому в старину эту реакцию использовали при фотографировании.

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

2N0-4?

2N+2

2O0+4??2O-2

Взаимодействие сложных веществ с окислителями и восстановителями

4

1

1

4

Эта реакция идет в природе в очень жестких условиях: в грозовом разряде. Таким образом азот из атмосферы переходит в почву с дождями и служит для питания растений ( круговорот азота в природе). В царское время эта реакция служила 1 стадией производства азотных удобрений и проводилась в электрической дуге. Но это было энергетически невыгодно.

Некоторые значимые оксиды не получаются при непосредственном взаимодействии с кислородом, поэтому надо ? степень окисления нужного элемента взаимодействием с окислителем или наоборот, ? степень окисления нужного элемента взаимодействием с восстановителем.

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

2so2+o2=2so3(серный ангидрид)

S+4-2??S+6

2O0+4??2O-2

+4

-2

0

+6

-2

Эта реакция - 2 стадия производства «королевы кислот» -серной кислоты. Идет она в жестких условиях: ? температуре и давлении, а также при наличии особого вещества-катализатора. Это Pt, Fe, V2O5. Катализатор не только ? скорость реакции, но и позволяет ей протекать (? это селективный катализатор).

4

2

2

1

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

4NH3+5O2=4NO+6H2O

N-3-5??N+2

2O0+4??2O-2

-3

+

0

+2

-2

Эта реакция называется каталитическое окисление аммиака. Это современный способ получения NO для производства азотной кислоты и азотных удобрений (2 стадия этого производства) . Этот способ > энергетически выгоден, но чтобы эта реакция осуществилась, необходим селективный катализатор – Pt и Rh (родий).

4

5

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

2no+o2=2no2(диоксид азота)

N+2-2??N+4

2O0+4??2O-2

+2

-2

0

+4

-2

Это 3 стадия производства азотной кислоты. Эта реакция идет самопроизвольно, без подвода энергии.

Мы рассмотрели реакции с окислителем ( в этих реакциях окислитель - кислород). Теперь рассмотрим реакции с восстановителями.

4

2

2

1

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

FeO+CO=Fe+CO2

2Fe2O3+C=4FeO+CO2

C0-4??C+4

Fe+3+??Fe+2

+3

-2

0

+2

-2

+4

-2

1

4

Эта реакция очень важная: это 2 стадия доменного процесса , когда из руды с помощью кокса или угарного газа (СО) восстанавливается железо до простого вещества.

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

Cr2O3+Al=Al2O3 +Cr

Cr+3+3??Cr0

Al0-3??Al+3

+3

-2

0

+3

-2

0

Еще одна важная металлургическая реакция: металлотермия. Металл-восстановитель взаимодействует с оксидом тугоплавкого металла, при этом выделяется столько энергии в ходе реакции, что ценный тугоплавкий металл восстанавливается до простого вещества. Такая реакция называется алюмотермия.

3

1

1

3

Восстановитель,окисляется

Окислитель,восстанавливается

Cu(OH)2=CuO+H2O

2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O

Разложение гидроксидов

Эти реакции не имеют промышленного значения, но важны в лабораторной практике.

Нерастворимые в воде основания самопроизвольно или при небольшом нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду

Внимание: степени окисления в таких веществах не меняются.

H2SO3=SO2

+H2O

H2CO3=CO2?+H2O

2HClO=Cl2O?+H2O

Нестойкие кислоты самопроизвольно или при небольшом нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду.

Сернистая кислота

Диоксид серы

Угольная кислота

Углекислый газ

Хлорноватистая кислота

Оксид хлора (I)

CaCO3=CO2

+CaO

Разложение солей

Это промышленная реакция прокаливания известняка. Продуктами являются углекислый газ и применяемая в строительстве негашеная известь или пушонка (оксид кальция).

Это не окислительно-восстановительные реакции, приводящие к образованию 2 оксидов.

Карбонат кальция

Оксид кальция

2HClO4+P2O5=2HPO3+Cl2O7

2 HBr+H2SO4=Br2+SO2+2H2O

Взаимодействие кислоты с водоотнимающим средством

Хлорная кислота

Оксид фосфора(V)

Метафосфорная кислота

Хлорный ангидрид

Это не окислительно-восстановительная реакция. А вот другое водоотнимающее средство- серная кислота-способна выступать как окислитель.

Бромоводород (Восстановитель)

Бром

Оксид серы (IV)

Fe2O3

Полезные ископаемые

2Fe2O3*3H2O

MnO2

Mn2O2

Значение оксидов

Красный железняк

Руды железа

Бурый железняк

Пиролюзит

Руды марганца

Браунит

SnO2

Al2O3

Bi2O3

CO

SO2

Природные оксиды неметаллов,имеющие значение в промышленности.

Оловянный камень(оловянная руда)

Корунд (ископаемое алюминия)

Висмутовая охра (ископаемое висмута и природная краска)

Угарный газ ( восстановитель в металлургии)

Сернистый газ из вулканов (производство серной кислоты).

SiO2

Al2O3*2SiO2*2H2O

K2O*3Al2O3*6SiO2*2H2O

Кварцевый песок (производство стекла, строительные работы, производство кремнийорганических соединений), кварц (производство особых стекол, пропускающих ультрафиолетовые лучи), горный хрусталь ( изготовление украшений и декоративной посуды).

Природные «смеси»оксидов, имеющие значение в промышленности.

Слюда белая ( заслонки для промышленных печей).

Каолин ( производство фарфора, фаянса, алюминия).

Немного поэзии

Оксиды

Распорядилась так природа, Что окислитель-кислород Давным- давно и год за годом Легко оксиды создает. А что относится к оксидам? Обыкновенная вода. Оксидов очень много видов: Речной песок, слюда,руда.

В оксидах разберись однажды В самом составе вещества: Есть кислород в оксиде каждом, А элементов только два.

SO2

Горение серы

Подмигнув лиловым глазом, сера сразу стала газом. Газ такой бывает редко, он удушливый и едкий. Сера, сера, сера «S»! 32 атомный вес. Сера в воздухе горит, образует ангидрид. Ангидрид вонючий газ, слезы капают из глаз!

Горение фосфора

Загорелся всем на диво Фосфор в колбочке красиво. Получаем, надо знать, Ангидрид Р2О5.

Конец