Химические свойства оксидов: основных, амфотерных, кислотных
Определения и формулы основных, амфотерных и кислотных оксидов были приведены ранее в уроке 6.
Характерные химические свойства основных оксидов: реакции с кислотными оксидами с образованием солей и с кислотами с образованием солей и воды, например:
Некоторые основные оксиды реагируют с водой с образованием оснований. Эта реакция проходит в том случае, если продукт реакции растворим в воде:
В аналогичных условиях, например, оксид железа (II) с водой реагировать не будет, так как гидроксид железа (II) в воде нерастворим.
Амфотерные оксиды взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями с образованием солей и воды или комплексных соединений:
Кроме того, амфотерные оксиды могут взаимодействовать как с кислотными, так и с основными оксидами, например:
С водой амфотерные оксиды не взаимодействуют.
Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием солей; с основаниями, с образованием солей и воды или кислых солей, а также с водой, в том случае если образующаяся в ходе такой реакции кислота растворима в воде:
Кроме того, кислотные оксиды вступают в окислительно-восстановительные и обменные реакции:
Тренировочные задания
1. Оксид натрия взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) серная кислота и вода
2) уксусная кислота и азот
3) оксид лития и фосфор
4) оксид бария и серная кислота
2. Оксид калия взаимодействует с
1) азотом и фосфором
2) водой и сульфатом натрия
3) серной кислотой и оксидом фосфора (V)
4) литием и хлоридом натрия
3. Оксид кальция взаимодействует с
1) оксидом кремния
2) оксидом углерода (II)
3) оксидом азота (II)
4) оксидом азота (I)
4. Оксид бария взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) азотной кислотой и водой
2) уксусной кислотой и хлором
3) оксидом натрия и азотом
4) оксидом серы (IV) и кремнием
5. Оксид магния не взаимодействует с
1) соляной кислотой
2) серной кислотой
3) оксидом лития
4) оксидом кремния
6. Оксид кальция взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) оксидом фосфора (V), водой
2) оксидом углерода (IV) и сульфидом натрия
3) оксидом магния и азот
4) кислородом и сульфатом натрия
7. Оксид кальция реагирует с
1) медью
2) фосфором
3) оксидом углерода (IV)
4) оксидом магния
8. Оксид натрия реагирует с
1) водой
2) сульфатом калия
3) нитратом железа (II)
4) оксидом азота (II)
9. Оксид бария реагирует с каждым из двух веществ:
1) оксидом азота (II) и хлором
2) азотной кислотой и водой
3) оксидом углерода (II) и железом
4) серой и хлоридом кальция
10. Оксид магния реагирует с каждым из двух веществ:
1) оксидом кальция и оксидом железа (II)
2) оксидом алюминия и оксидом хрома (II)
3) соляной кислотой и оксидом кремния (VI)
4) оксидом фосфора (V) и цинком
11. Оксид цинка
1) растворяется в кислотах, но не реагирует с основаниями
2) растворяется в щелочах, но не реагирует с кислотами
3) реагирует с оксидом натрия, но не реагирует с водой
4) реагирует с оксидом калия и водой
12. Оксид хрома (III) реагирует с
1) оксидом калия
2) водой
3) оксидом серы (VI)
4) оксидом азота (I)
13. Оксид алюминия амфотерен, поскольку он способен взаимодействовать
1) как с азотной, так и серной кислотой
2) с водой и кислотами
3) с водой и щелочами
4) как с кислотами, так и со щелочами
14. Оксид алюминия реагирует с
1) сульфатом калия
2) оксидом калия
3) оксидом азота (II)
4) оксидом углерода (IV)
15. Оксид серы (VI) взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) оксидом лития и углекислым газом
2) водой и углекислым газом
3) водой и гидроксидом калия
4) кислородом и натрием
16. Оксид фосфора (V) взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) кислородом и водородом
2) водой и углекислым газом
3) водой и гидроксидом натрия
4) водой и оксидом углерода (II)
17. Оксид серы (VI) не взаимодействует с
1) водой
2) хлоридом калия
3) гидроксидом натрия
4) оксидом бария
18. Оксид серы (IV) взаимодействует с
1) оксидом углерода (IV) и водой
2) оксидом фосфора (V) и водой
3) сульфатом калия и водой
4) оксидом кальция и гидроксидом натрия
19. Оксид серы (IV) не взаимодействует с
1) водой
2) фосфатом кальция
3) раствором гидроксида натрия
4) гидроксидом кальция
20. Оксид хлора (VII) взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) кальцием и углекислым газом
2) водой и углеродом
3) водой и оксидом калия
4) кислородом и азотом
21. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
22. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
23. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
24. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) CaO + SiO2 →
Б) CaO + H3PO4 (разб.) →
В) CaO + HCl →
25. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) ZnO + HCl →
Б) ZnO + NaOH ⎯⎯ H2O →
В) ZnO + Na2O ⎯⎯ сплавление →
26. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) ZnO + H3PO4 →
Б) ZnO + NaOH + H2O →
В) ZnO + C →
27. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
28. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
29. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
30. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) SO2 + H2S →
Б) SO2 (изб.) + NaOH →
В) SO2 + NaOH (изб.) →
31. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
32. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
33. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
34. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
35. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
36. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
37. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
38. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
39. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
40. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
41. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
42. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
43. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
44. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
45. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
46. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
47. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
48. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
49. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
50. Дана схема превращений:
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.
Оксиды азота. Азотная кислота
Оксиды азота
Известны несколько оксидов азота.
Несолеобразующие оксиды: N2O, NO
Все оксиды азота, кроме N2O, ядовитые вещества.
Оксид азота (I) N2O – это бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом, хорошо растворимый в воде, но не взаимодействует с ней. При достаточно высокой температуре разлагается по уравнению:
В смеси с кислородом N2O используется в медицине для наркоза («веселящий» газ).
Наиболее важными являются оксиды азота (II) и (IV).
Оксид азота (II) NO – бесцветный газ, не имеет запаха. В воде малорастворим, относится, как и N2O, к несолеобразующим оксидам. Оксид азота (II) NO образуется из азота и кислорода при сильных электрических разрядах (например, во время грозы в воздухе) или при высокой температуре:
В лаборатории оксид азота (II) получают, например, при взаимодействии меди и разбавленной азотной кислоты:
Оксид азота (II) в промышленности получают каталитическим окислением аммиака и используют для получения азотной кислоты:
Оксид азота (II) на воздухе легко окисляется до оксида азота (IV):
Оксид азота (IV)
Оксид азота (IV) NO2 – ядовитый газ бурого цвета, имеет характерный запах. Хорошо растворяется в воде. Оксид азота (IV) является смешанным оксидом, которому соответствуют две кислоты: азотистая HNO2 и азотная HNO3. Поэтому взаимодействие с водой происходит по уравнению:
При взаимодействии NO2 с водой в присутствии кислорода (на воздухе) образуется только азотная кислота:
При растворении NO2 в щелочи, например NaOH, образуются две соли (нитрат и нитрит) и вода:
В избытке кислорода образуется только нитрат натрия:
Ниже 22 0 С молекулы оксида азота (IV) NO2 легко соединяются попарно и образуют бесцветную жидкость состава N2O4, которая при охлаждении до – 10,2 0 С превращается в бесцветные кристаллы.
В лаборатории NO2 можно получить при взаимодействии, например, меди с концентрированной азотной кислотой:
В промышленности NO2 получают путем окисления NO кислородом и далее используют для получения азотной кислоты.
Оксид азота (III) N2O3 – это темно-синяя жидкость, является кислотным оксидом. При взаимодействии с водой образуется азотистая кислота:
Оксид азота (III)
Оксид азота (V) N2O5 – бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде с образованием азотной кислоты:
Азотная кислота
Физические свойства
Азотная кислота HNO3 – бесцветная жидкость, имеет резкий запах, легко испаряется, кипит при температуре 83 0 С. При попадании на кожу азотная кислота может вызвать сильные ожоги (на коже образуется характерное желтое пятно, его сразу же следует промыть большим количеством воды, а затем нейтрализовать содой). С водой азотная кислота смешивается в любых соотношениях.
Обычно применяемая в лаборатории концентрированная азотная кислота содержит 63% HNO3. При хранении довольно легко, особенно на свету разлагается по уравнению:
Выделяющийся газ NO2 окрашивает азотную кислоту в бурый цвет.
Химические свойства
Кислотно – основные свойства
Азотная кислота – одна из наиболее сильных кислот. В водных растворах она полностью диссоциирована на ионы:
Как и все кислоты, она реагирует:
в) с солями более слабых кислот:
Окислительно – восстановительные свойства
Общая схема взаимодействия азотной кислоты с металлами
Концентрированная HNO3 при взаимодействии с наиболее активными металлами (до Al в ряду напряжений) восстанавливается до N2O. Например:
Концентрированная HNO3 при взаимодействии с менее активными металлами (Ni, Cu, Ag, Hg) восстанавливается до NO2. Например:
Аналогично концентрированная азотная кислота реагирует с некоторыми неметаллами. Неметалл при этом окисляется до оксокислоты. Например:
Следует отметить, что концентрированная HNO3 пассивирует такие металлы, как Fe, Al, Cr. Сущность пассивирования заключается в образовании на поверхности металла тонкой, но очень плотной оксидной плёнки, предохраняющей металл от дальнейшего взаимодействия с кислотой; например:
Разбавленная HNO3 реагирует с наиболее активными металлами (до Al) с образованием аммиака или нитрата аммония NH4NO3:
При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с менее активными металлами образуется оксид азота (II) NO:
Таким же образом разбавленная HNO3 взаимодействует с некоторыми неметаллами:
Взаимодействие азотной кислоты с медью
Получение
В лаборатории азотную кислоту получают при взаимодействии безводных нитратов с концентрированной серной кислотой:
В промышленности получение азотной кислоты идет в три стадии:
Применение
Азотную кислоту применяют для получения азотных удобрений, лекарственных и взрывчатых веществ.
Соли азотной кислоты
Соли азотной кислоты называются нитратами. Нитраты калия, натрия, аммония и кальция называются селитрами. Селитры применяют как минеральные азотные удобрения, так как азот является одним из основных элементов питания растений.
Все соли азотной кислоты хорошо растворимы в воде.
Соли азотной кислоты, как и она сама, являются сильными окислителями.
При нагревании все нитраты разлагаются с выделением кислорода, характер других продуктов разложения зависит от положения металла в ряду напряжений:
*на изображении записи кристаллы нитрата меди (II)
Оксиды азота
Азот образует несколько оксидов:
Все оксиды азота, за исключением N2O, являются ядовитыми веществами.
Оксид азота N2O (I)
Строение молекулы линейное:
Оксид азота NO(II)
Молекула имеет вид:
Оксид азота NO(II) димеризуется (образуется новое вещество путём соединения двух структурных элементов) только при низких температурах.
В природе NO(II) образуется во время грозы в результате взаимодействия азота с кислородом при высокой температуре:
N2+O2=2NO.
Монооксид азота используют для получения азотной кислоты.
Оксид азота N2O3(III)
Оксид азота N2O3(III) является кислотным оксидом, в значительной степени диссоциирует и реагирует со щелочами:
N2O3 ↔ NO2+NO
N2O3+2NaOH = 2NaNO2+H2O
Оксид азота N2O3(III) взаимодействует с водой с образованием азотистой кислоты:
N2O3+H2O = 2HNO2
Азотистая кислота является слабой кислотой, и существует только в водном растворе.
Оксид азота NO2(IV)
Связи N-O располагаются под углом друг к другу, при этом они носят промежуточный «полуторный» характер, при этом имеется еще и один неспаренный электрон, как и у NO (см. выше).
При н.у. оксид азота NO2(IV) является ядовитым газом (хорошо растворимым в воде) бурого цвета, с характерным запахом.
При нагревании до 50°C неустойчивая азотистая кислота не образуется:
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
В промышленных условиях оксид азота NO2(IV) получают путем окисления NO кислородом:
2NO+O2=2NO2
В лабораторных условиях оксид азота NO2(IV) получают окислением меди азотной кислотой (концентрированной), либо разложением нитрата свинца (меди):
Cu+4HNO3(конц) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
2Pb(NO3)2 = 2PbO+4NO2↑+O2↑
Оксид азота NO2(IV) применяют в производстве азотной кислоты.
Оксид азота N2O5(V)
Оксид азота N2O5(V) (азотный ангидрид, пентаоксид диазота) является кристаллическим веществом белого цвета, легко разлагающееся при нормальных условиях:
2N2O5 = 4NO2+O2
Оксид азота N2O5(V) является кислотным оксидом, который при растворении в воде образует азотную кислоту:
N2O5+H2O = 2HNO3
Оксиды азота N2O3 и N2O5 практического применения не имеют.
Другие соединения азота:
Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:
Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе
Азотная кислота: получение и химические свойства
Строение молекулы и физические свойства
Азотная кислота HNO3 – это сильная одноосновная кислота-гидроксид. При обычных условиях бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C ( при нормальном атмосферном давлении). Азотная кислота смешивается с водой во всех соотношениях. На свету частично разлагается.
Валентность азота в азотной кислоте равна IV, так как валентность V у азота отсутствует. При этом степень окисления атома азота равна +5. Так происходит потому, что атом азота образует 3 обменные связи и одну донорно-акцепторную, является донором электронной пары.
Поэтому строение молекулы азотной кислоты можно описать резонансными структурами:
Обозначим дополнительные связи между азотом и кислородом пунктиром. Этот пунктир по сути обозначает делокализованные электроны. Получается формула:
Способы получения
В лаборатории азотную кислоту можно получить разными способами:
1. Азотная кислота образуется при действии концентрированной серной кислоты на твердые нитраты металлов. При этом менее летучая серная кислота вытесняет более летучую азотную.
1 стадия. Каталитическое окисление аммиака.
2 стадия. Окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV) кислородом воздуха.
3 стадия. Поглощение оксида азота (IV) водой в присутствии избытка кислорода.
Химические свойства
1. Азотная кислота практически полностью диссоциирует в водном растворе.
2. Азотная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.
Еще пример : азотная кислота реагирует с гидроксидом натрия:
3. Азотная кислота вытесняет более слабые кислоты из их солей (карбонатов, сульфидов, сульфитов).
4. Азотная кислота частично разлагается при кипении или под действием света:
металл + HNO3 → нитрат металла + вода + газ (или соль аммония)
С алюминием, хромом и железом на холоду концентрированная HNO3 не реагирует – кислота «пассивирует» металлы, т.к. на их поверхности образуется пленка оксидов, непроницаемая для концентрированной азотной кислоты. При нагревании реакция идет. При этом азот восстанавливается до степени окисления +4:
Золото и платина не реагируют с азотной кислотой, но растворяются в «царской водке» – смеси концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1 : 3 (по объему):
HNO3 + 3HCl + Au → AuCl3 + NO + 2H2O
Концентрированная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (IV), азот восстанавливается минимально:
С активными металлами (щелочными и щелочноземельными) концентрированная азотная кислота реагирует с образованием оксида азота (I):
Разбавленная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (II).
С активными металлами (щелочными и щелочноземельными), а также оловом и железом разбавленная азотная кислота реагирует с образованием молекулярного азота:
При взаимодействии кальция и магния с азотной кислотой любой концентрации (кроме очень разбавленной) образуется оксид азота (I):
Очень разбавленная азотная кислота реагирует с металлами с образованием нитрата аммония:
| Азотная кислота | ||||
| Концентрированная | Разбавленная | |||
| с Fe, Al, Cr | с неактивными металлами и металлами средней активности (после Al) | с щелочными и щелочноземельными металлами | с неактивными металлами и металлами средней активности (после Al) | с металлами до Al в ряду активности, Sn, Fe |
| пассивация при низкой Т | образуется NO2 | образуется N2O | образуется NO | образуется N2 |
6. Азотная кислота окисляет и неметаллы (кроме кислорода, водорода, хлора, фтора и некоторых других). При взаимодействии с неметаллами HNO3 обычно восстанавливается до NO или NO2, неметаллы окисляются до соответствующих кислот, либо оксидов (если кислота неустойчива).
Видеоопыт взаимодействия фосфора с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.
Видеоопыт взаимодействия угля с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.
7. Концентрированная а зотная кислота окисляет сложные вещества (в которых есть элементы в отрицательной, либо промежуточной степени окисления): сульфиды металлов, сероводород, фосфиды, йодиды, соединения железа (II) и др. При этом азот восстанавливается до NO2, неметаллы окисляются до соответствующих кислот (или оксидов), а металлы окисляются до устойчивых степеней окисления.
Еще пример : азотная кислота окисляет иодоводород:
При нагревании до серной кислоты:
Соединения железа (II) азотная кислота окисляет до соединений железа (III):
8. Азотная кислота окрашивает белки в оранжево-желтый цвет («ксантопротеиновая реакция«).
Ксантопротеиновую реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляем концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака окраска переходит в оранжевую.
Видеоопыт обнаружения белков с помощью азотной кислоты можно посмотреть здесь.
