Тема 4. Оксиды. Классификация и химические свойства оксидов.

Оксидами называются бинарные соединения, содержащие кислород в степени окисления -2. Оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие (СО, NO, N₂O).

Солеобразующие оксиды подразделяются на основные (соответствующие основаниям), кислотные (соответствующие кислотам или реагирующие с водой с образованием кислоты) и амфотерные (Al₂O₃, Cr₂O₃, ZnO, BeO, SnO, PbO).

Как правило, оксиды можно получить прямой реакцией простых веществ с кислородом.

 

Химические свойства основных оксидов

1. Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания:

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соли:

Na₂O + SO₃ → Na₂SO₄

3. Реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

4. Реагируют с амфотерными оксидами: 

Li₂O + Al₂O₃ → 2LiAlO₂

 

Химические свойства кислотных оксидов

1. Растворимые в воде кислотные оксиды взаимодействуют с водой, образуя кислоту:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

2. Реагируют с основными оксидами с образованием соли:

CO₂ + CaO → CaCO₃

3. Взаимодействуют со щелочами:

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O

 

 

Химические свойства амфотерных оксидов

1. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

2. Реагируют с твёрдыми щелочами (при сплавлении), образуя в результате реакции соль и воду: 

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O

При взаимодействии оксида цинка с раствором щелочи) протекает другая реакция:

ZnO + 2 NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

Амфотерные оксиды обычно не растворяются в воде и не реагируют с ней.

 

Пример решения задачи на расчет массовой доли вещества

Массовая доля вещества – отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы: ω(Х) =m(Х)/m,

где ω(X)– массовая доля вещества Х, выражается в долях от единицы или в процентах,

m(X) – масса вещества Х,

m – масса всей системы.

Задача: Какая масса 10% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения CuO массой 20 г?

Решение:

Дано: m(СuO)=20 г; ω (HCl)=0,1. Найти: m(р-раHCl) =?

Составляем уравнение реакции:

2HCl + CuO = CuCl₂ + H₂O

I действие: Определяем количество вещества оксида меди:

ν(CuO) = m(CuO)/ М(CuO) = 20/(64+16) = 0,25 моль

II действие: Из уравнения реакции: ν(HCl)= ½ ν(HCl) = 0,125 моль.

III действие: m(HCl) = ν(HCl) ∙ М(HCl) = 0,125•∙36,5 = 4,5625 г. 

Массу раствора соляной кислоты можно найти из формулы массовой доли:

m(р-раHCl) = m(HCl) / ω (HCl) = 4,5625 / 0,1=45,625 г

Ответ: m(р-раHCl) = 45,625 г

 

Задачи для самостоятельной работы по теме «Оксиды»

Вариант 1.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ углекислого газа объёмом 28 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения CuO массой 10 г?

3. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 40 г триоксида серы. 

Вариант 2.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Sr(OH)₂ углекислого газа объёмом 14 л (н.у.)?

2. Какая масса 15% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения ZnO массой 20 г?

3. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 20 г оксида серы (VI). 

Вариант 3.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ сернистого газа объёмом 28 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора серной кислоты требуется для растворения 10 г CuO?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 30 г оксида SO₃. 

Вариант 4.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Sr(OH)₂ углекислого газа объёмом 22,4 л (н.у.)?

2. Какая масса 15% раствора серной кислоты требуется для полного растворения ZnO массой 20 г?

3. Определите массовую долю ортофосфорной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 20 г оксида фосфора (V). 

Вариант 5.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ba(OH)₂ углекислого газа объёмом 2,8 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора азотной кислоты требуется для полного растворения CuO массой 16 г?

3. Определите массовую долю сернистой кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 32 г диоксида серы. 

Вариант 6.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ва(OH)₂ сернистого газа объёмом 4,48 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения FeO массой 36 г?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 20 г оксида азота (V). 

Вариант 7.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ серного газа объёмом 28 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора серной кислоты требуется для полного растворения Fe₂O₃ массой 20 г?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 30 г оксида P₂O₃. 

Вариант 8.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Sr(OH)₂ серного газа объёмом 11,2 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора азотной кислоты требуется для полного растворения Al₂O₃ массой 23 г?

3. Определите массовую долю метафосфорной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 20 г оксида фосфора (V). 

Вариант 9.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Вa(OH)₂ серного газа объёмом 5,6 л (н.у.)?

2. Какая масса 15% раствора хлороводородной кислоты требуется для полного растворения MgO массой 10 г?

3. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 40 г триоксида серы. 

Вариант 10.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Sr(OH)₂ углекислого газа объёмом 3,36 л (н.у.)?

2. Какая масса 15% раствора натриевой щёлочи требуется для полного растворения SiO₂ массой 30 г?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 10 г оксида серы (VI). 

Вариант 11.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ сернистого газа объёмом 33,6 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора азотной кислоты требуется для полного растворения оксида BeO массой 10 г?

3. Определите массовую долю щёлочи в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды 15,3 г оксида ВаО. 

Вариант 12.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Sr(OH)₂ оксида углерода (IV) объёмом 2,24 л (н.у.)?

2. Какая масса 15% раствора азотной кислоты требуется для полного растворения PbO массой 22,3 г?

3. Определите массовую долю щёлочи в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 13 г оксида натрия. 

Вариант 13.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ba(OH)₂ диоксида серы объёмом 8,96 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора гидроксида натрия требуется для полного растворения SiO₂ массой 10 г?

3. Определите массовую долю щёлочи в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 7,77 г оксида бария. 

 

Вариант 14.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ва(OH)₂ триоксида серы объёмом 448 мл (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора бромоводородной кислоты требуется для полного растворения оксида SnO массой 13,5 г?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 40 г оксида азота (V). 

Вариант 15.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ серного газа объёмом 33,6 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора уксусной кислоты требуется для полного растворения Fe₂O₃ массой 10 г?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 15 г оксида фосфора (III). 

Вариант 16.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ триоксида серы объёмом 2,24 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения Cr₂O₃ массой 10 г?

3. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 11,2 л (н.у.) диоксида серы. 

Вариант 17.

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии раствора Sr(OH)₂ с оксидом азота (V) объёмом 5,6 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения MnO массой 10 г?

3. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 100 г воды и 22,4 л (н.у.) триоксида серы. 

Вариант 18.

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии раствора NaOH с оксидом азота (V) объёмом 11,2 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора серной кислоты требуется для растворения 10 г CoO?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 300 г воды и 5,6 л (н.у.) оксида SO₃. 

Вариант 19.

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии раствора KOH с оксидом азота (III) объёмом 11,2 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора NaOH для полного растворения ZnO массой 20 г?

3. Определите массовую долю фосфористой кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 200 г воды и 10 г оксида фосфора (III). 

Вариант 20.

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии раствора Ba(OH)₂ и оксида азота (V) объёмом 5,6 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора азотной кислоты требуется для полного растворения MgO массой 10 г?

3. Определите массовую долю сернистой кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 300 г воды и 8,96 л (н.у.) диоксида серы. 

Вариант 21.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ва(OH)₂ углекислого газа объёмом 4,48 л (н.у.)?

2. Какая масса 5% раствора соляной кислоты требуется для полного растворения оксида NiO массой 36 г?

3. Определите массовую долю щёлочи в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и 20 г оксида натрия. 

Вариант 22.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Ca(OH)₂ серного газа объёмом 22,4 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора серной кислоты требуется для полного растворения Cr₂O₃ массой 20 г?

3. Определите массовую долю фосфористой кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 300 г воды и 10 г оксида P₂O₃. 

 

Вариант 23.

1. Какая масса осадка выпадет при пропускании через раствор Sr(OH)₂ триоксида серы объёмом 1,12 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора азотной кислоты требуется для полного растворения Al₂O₃ массой 6,9 г?

3. Определите массовую долю метафосфорной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 300 г воды и 10 г оксида фосфора (V). 

Вариант 24.

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии раствора NH₄OH и оксида азота (III) объёмом 4,48 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора бромоводородной кислоты требуется для полного растворения MgO массой 10 г?

3. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 500 г воды и триоксида серы объёмом 3,36 л (н.у.). 

Вариант 25.

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии раствора NH₄OH и оксида азота (V) объёмом 2,24 л (н.у.)?

2. Какая масса 10% раствора калиевой щёлочи требуется для полного растворения SiO₂ массой 20 г?

3. Определите массовую долю кислоты в растворе, полученном при взаимодействии 300 г воды и оксида серы (VI) объёмом 3,36 л (н.у.). 

Дополнительные задачи

1. Через 0,0464 л 18% раствора NaOH плотностью 1,197 г/мл пропустили 8,5 г сероводорода. Вычислить массовую долю соли в полученном растворе.

2. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном после сливания 14,7 г. 10% раствора серной кислоты и 200 г 1,04% раствора BaCl₂.

3. К раствору NaOH массой 1200 г прибавили 490 г 40% раствора H₂SO₄. Для нейтрализации полученного раствора потребовалось 143 г кристаллической соды Na₂СО₃∙10Н₂О. Вычислить массовую долю NaOH в исходном растворе.