Цвета оксидов для егэ

Цвета соединений, знание которых необходимо для сдачи ЕГЭ

1. Медь – мягкий пластичный металл розового цвета. Степени окисления: +1, +2.

Cu2O – кристаллическое, нерастворимое в воде вещество кирпично-красного цвета.

CuO – кристаллы чёрного цвета, практически нерастворимые в воде.

CuS — нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество черного цвета.

Cu2S — нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество черного цвета.

CuOH — желтое вещество; не растворимо в воде; является неустойчивым и разлагается при нагревании на Cu2O и H2O.

Cu(OH)2 – голубое аморфное или кристаллическое вещество; практически не растворимо в воде.

CuSO4 – кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворяется в воде. Из водных растворов кристаллизуется пентагидрат CuSO4·5H2O – медный купоро́с, кристаллы голубого цвета (при нагревании снова теряет воду и становится белым). Водный раствор CuSO4 также голубого цвета.

2. Цинк – металл голубовато-белого цвета, мягкий, хрупкий. Степень окисления: +2.

ZnO, Zn(OH)2, ZnS – белые твердые вещества, нерастворимые в воде.

3. Алюминий – легкий металл серебристо-белого цвета. Степень окисления: +3.

Al2O3, Al(OH)3 – белые твердые вещества, нерастворимые в воде.

AlPO4 — твёрдое, белое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде.

4. Серебро – блестящий белый мягкий пластичный металл. Степень окисления: +1.

AgCl – белое твердое нерастворимое в воде вещество.

AgBr – светло-желтое твердое нерастворимое в воде вещество.

AgI – твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.

Ag2S — нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество черного цвета.

Ag2O — твердое нерастворимое в воде вещество черного цвета.

Ag3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.

5. Железо – серебристо-серый мягкий ковкий металл. Степени окисления: +2, +3, +6.

FeO – твердое нерастворимое в воде вещество черного цвета.

Fe(OH)2 – серо-зеленый осадок, студенистый осадок зеленого цвета. Не растворяется в воде.

Fe2O3, Fe(OH)3 – твердые красно-коричневые (бурые), нерастворимые в воде соединения.

Fe3O4 – твердое черное вещество. Не растворяется в воде.

FeCl3 – раствор желтого цвета.

6. Сера – желтое нерастворимое в воде вещество. Степени окисления: -2, +4, +6.

SO2 – бесцветный газ с неприятным запахом; газ, образующийся в момент зажигания спички

H2SO4 – тяжелая бесцветная жидкость, растворяется в воде с сильным разогреванием раствора.

7. Хром — твёрдый металл голубовато-белого цвета.

CrO — твердое вещество ченого цвета.

Cr2O3 — твердое вещество темно-зеленого цвета.

CrO3 — твердое вещество красного цвета.

Na2Cr2O7 и другие дихроматы — соединения оранжевого цвета.

Na2CrO4 и другие хроматы — соединения желтого цвета.

Cr2(SO4)3 — в растворе сине-фиолетового цвета (кислотная среда).

K3[Cr(OH)6] — в растворе зеленого цвета (щелочная среда).

8. Марганец — металл серебристо-белого цвета.

MnO2 — твердое нерастворимое в воде вещество бурого цвета.

Mn(OH)2 — белый осадок.

KMnO4 — пурпурные кристаллы, растворяется в воде с образованием фиолетового раствора.

K2MnO4 — растворимая соль темно-зеленого цвета.

Mn(NO3)2, MnCl2, MnBr2 и некоторые другие соли Mn⁺² — как правило, розовые растворимые в воде соединения.

9. Фосфор — неметалл. Основные модификации: белый, красный и черный фосфор.

Ag3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.

AlPO4 — твердое нерастворимое в воде вещество белого цвета.

Li3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество белого цвета.

Ba3(PO4)2 — осадок белого цвета

10. Свинец —  ковкий, тяжёлый металл серебристо-белого цвета.

PbS — осадок черного цвета.

PbSO4 — осадок белого цвета.

PbI2 – осадок ярко-желтого цвета.

11. Соединения бария:

BaSO4 – белый осадок нерастворимый в кислотах

BaSO3 – белый осадок растворимый в кислотах

Ba3(PO4)2 — осадок белого цвета

BaCrO4 — осадок желтого цвета

12. Другие соединения:

CaCO3 – осадок белого цвета

NH3 – аммиак, бесцветный газ с резким запахом

CO2 – газ тяжелее воздуха, без цвета и запаха, играющий важную роль в процессе фотосинтеза.

NO2 – газ бурого цвета (лисий хвост)

H2SiO3 – бесцветный студенистый осадок

30 октября 2022

В закладки

Обсудить

Жалоба

Цвета осадков и газов в неорганической химии

Для сдачи ОГЭ необходимо знать и предсказывать по формуле цвет осадка или газа, а также характерные запахи, которыми обладают газы. В данном документе собраны необходимые данные по этому вопросу.

Осадки бывают разных цветов и разной консистенции. Все это является частью описания признака реакции.

Задание 13 ОГЭ по химии.

priznaki-him-r.pdf

Автор: Фрундина Дарья Андреевна, учитель химии.

ХАРАКТЕРНЫЕ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ:

ОСНОВНЫХ,
АМФОТЕРНЫХ, КИСЛОТНЫХ.

Прежде чем начать говорить про химические свойства
оксидов, нужно вспомнить о том, что все оксиды делятся на 4 типа, а именно основные,
кислотные, амфотерные и несолеобразующие. Для того чтобы определить тип
какого-либо оксида, прежде всего нужно понять — оксид металла или неметалла
перед вами, а затем воспользоваться алгоритмом (его надо выучить!), представленным в следующей таблице:

Оксид неметалла	Оксид металла
1) Степень окисления неметалла +1 или +2 Вывод: оксид несолеобразующий Исключение: Cl2O не относится к несолеобразующим оксидам	1) Степень окисления металла +1 или +2 Вывод: оксид металла — основный Исключение: BeO, ZnO и PbO не относятся к основным оксидам
2) Степень окисления больше либо равна +3 Вывод: оксид кислотный Исключение: Cl2O относится к кислотным оксидам, несмотря на степень окисления хлора +1	2) Степень окисления металла +3 или +4 Вывод: оксид амфотерный Исключение: BeO, ZnO и PbO амфотерны, несмотря на степень окисления +2 у металлов 3) Степень окисления металла +5, +6, +7 Вывод: оксид кислотный

Помимо
типов оксидов, указанных выше, введем также еще два подтипа основных оксидов,
исходя из их химической активности, а именно активные основные оксиды и
малоактивные основные оксиды.

К
активным основным оксидам отнесем оксиды щелочных и
щелочноземельных металлов (все элементы
IA и IIA групп, кроме водорода H, бериллия Be и магния Mg).

Например,
Na₂O, CaO, Rb₂O, SrO и т.д.

К
малоактивным основным оксидам отнесем все основные оксиды,
которые не попали в список активных основных  оксидов.

Например,
FeO, CuO, CrO и т.д.

Логично
предположить, что активные основные оксиды часто вступают в те реакции, в
которые не вступают малоактивные.

Следует
отметить, что несмотря на то что фактически вода является оксидом неметалла (H₂O),
обычно ее свойства рассматривают в отрыве от свойств иных оксидов. Обусловлено
это ее специфически огромным распространением в окружающем нас мире, в связи с
чем в большинстве случаев вода является не реагентом, а средой, в которой может
осуществляться бесчисленное множество химических реакций. Однако нередко она
принимает и непосредственное участие в различных превращениях, в частности,
некоторые группы оксидов с ней реагируют.

Какие оксиды реагируют с водой?

Из
всех оксидов с водой реагируют только:

1) все активные основные оксиды
(оксиды ЩМ и ЩЗМ);

2) все кислотные оксиды, кроме
диоксида кремния (SiO₂);

т.е.
из вышесказанного следует, что с водой точно не реагируют:

1) все малоактивные основные оксиды;

2) все амфотерные оксиды;

3) несолеобразующие оксиды (NO, N₂O,
CO, SiO).

Примечание:

Оксид магния медленно реагирует с
водой при кипячении. Без сильного нагревания реакция MgO с H₂O
не протекает.

Способность определить то, какие оксиды могут
реагировать с водой даже без умения писать соответствующие уравнения реакций,
уже позволяет получить баллы за некоторые вопросы тестовой части ЕГЭ.

Активные основные оксиды, реагируя с водой, образуют
соответствующие им гидроксиды. Напомним, что соответствующим оксиду
металла является такой гидроксид, который содержит металл в той же степени
окисления, что и оксид. Так, например, при реакции с водой активных основных
оксидов K⁺¹₂O и Ba⁺²O образуются
соответствующие им гидроксиды K⁺¹OH и Ba⁺²(OH)₂:

K₂O
+ H₂O = 2KOH – гидроксид калия

BaO + H₂O
= Ba(OH)₂ – гидроксид бария

Все
гидроксиды, соответствующие активным основным оксидам (оксидам ЩМ и ЩЗМ), относятся к
щелочам. Щелочами называют все
хорошо растворимые в воде гидроксиды металлов, а также малорастворимый
гидроксид кальция Ca(OH)₂ (как исключение).

Взаимодействие кислотных оксидов с водой так же,
как и реакция активных основных оксидов с водой, приводит к образованию
соответствующих гидроксидов. Только в случае кислотных оксидов им
соответствуют не основные, а кислотные гидроксиды, чаще называемые
кислородсодержащими кислотами. Напомним, что соответствующей кислотному
оксиду является такая кислородсодержащая кислота, которая содержит
кислотообразующий элемент в той же степени окисления, что и в оксиде.

Таким
образом, если мы, например, хотим  записать уравнение взаимодействия кислотного
оксида SO₃ с водой, прежде всего мы должны вспомнить основные,
изучаемые в рамках школьной программы, серосодержащие кислоты. Таковыми
являются сероводородная H₂S, сернистая H₂SO₃ и
серная H₂SO₄ кислоты. Cероводородная кислота H₂S,
как легко заметить, не является кислородсодержащей, поэтому ее образование при
взаимодействии SO₃ с водой можно сразу исключить. Из кислот H₂SO₃
и H₂SO₄ серу в степени окисления +6, как в оксиде SO₃,
содержит только серная кислота H₂SO₄. Поэтому именно она
и будет образовываться в реакции SO₃ с водой:

H₂O
+ SO₃ = H₂SO₄

Аналогично
оксид N₂O₅, содержащий азот в степени окисления +5,
реагируя с водой, образует азотную кислоту HNO₃, но ни в коем случае
не азотистую HNO₂, поскольку  в азотной кислоте степень
окисления азота, как и в N₂O₅, равна +5, а в азотистой —
+3:

Исключение:

Оксид
азота (IV) (NO₂) является оксидом неметалла в степени окисления +4,
т.е. в соответствии с алгоритмом, описанным в таблице в самом начале данной
главы, его нужно отнести к кислотным оксидам. Однако не существует такой
кислоты, которая содержала бы азот в степени окисления +4.

В
случае оксида NO₂ принято считать, что ему соответствуют сразу две
кислоты, поскольку его взаимодействие с водой приводит к одновременному
образованию двух кислот:

2NO₂ +
H₂O = HNO₂ + HNO₃

Взаимодействие оксидов друг с другом

Прежде
всего нужно четко усвоить тот факт, что среди солеобразующих оксидов
(кислотных, основных, амфотерных) практически никогда не протекают реакции
между оксидами одного класса, т.е. в подавляющем большинстве случаев невозможно
взаимодействие:

1)
основный оксид + основный оксид ≠

2)
кислотный оксид + кислотный оксид  ≠

3)
амфотерный оксид + амфотерный оксид  ≠

В
то время, как практически всегда возможно взаимодействие между оксидами,
относящимися к разным типам, т.е. практически всегда протекают реакции между:

1)
основным оксидом и кислотным оксидом;

2)
амфотерным оксидом и кислотным оксидом;

3)
амфотерным оксидом и основным оксидом.

В
результате всех таких взаимодействий всегда продуктом является средняя (нормальная) соль.

В
результате взаимодействия:

Me_xO_y
(оксид металла(основный или амфотерный)) + кислотный оксид, = образуется соль,
состоящая из катиона металла Me (из исходного Me_xO_y) и кислотного
остатка кислоты, соответствующей кислотному оксиду.

Для
примера попробуем записать уравнения взаимодействия следующих пар реагентов:

Na₂O +
P₂O₅   и    Al₂O₃ + SO₃

В
первой паре реагентов мы видим основный оксид (Na₂O) и кислотный
оксид (P₂O₅). Во второй – амфотерный оксид (Al₂O₃)
и кислотный оксид (SO₃).

Как уже было сказано, в результате взаимодействия
основного/амфотерного оксида с кислотным образуется соль, состоящая из катиона
металла (из исходного основного/амфотерного оксида) и кислотного остатка
кислоты, соответствующей исходному кислотному оксиду.

Таким
образом, при взаимодействии Na₂O и P₂O₅ должна
образоваться соль, состоящая из катионов Na⁺ (из Na₂O) и
кислотного остатка PO₄^3-, поскольку оксиду P⁺⁵₂O₅
соответствует кислота H₃P⁺⁵O₄. Т.е. в
результате такого взаимодействия образуется фосфат натрия:

3Na₂O +
P₂O₅ = 2Na₃PO₄ — фосфат натрия

В
свою очередь, при взаимодействии Al₂O₃ и SO₃
должна образоваться соль, состоящая из катионов Al³⁺ (из Al₂O₃)
и кислотного остатка SO₄^2-, поскольку оксиду S⁺⁶O₃
соответствует кислота H₂S⁺⁶O₄. Таким образом,
в результате данной реакции получается сульфат алюминия:

Al₂O₃
+ 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃ — сульфат алюминия

Более
специфическим является взаимодействие 
между амфотерными и основными оксидами. Данные реакции осуществляют
при высоких температурах, и их протекание возможно благодаря тому, что
амфотерный оксид фактически берет на себя роль кислотного. В результате такого
взаимодействия образуется соль специфического состава, состоящая из катиона
металла, образующего исходный основный оксид и «кислотного остатка»/аниона, в
состав которого входит металл из амфотерного оксида. Формулу такого «кислотного
остатка»/аниона в общем виде можно записать как MeO₂^x—,
где Me – металл из амфотерного оксида, а х = 2 в случае амфотерных оксидов с
общей формулой вида Me⁺²O (ZnO, BeO, PbO) и x = 1 – для амфотерных
оксидов с общей формулой вида Me⁺³₂O₃
(например, Al₂O₃, Cr₂O₃ и Fe₂O₃).

Попробуем
записать в качестве примера уравнения взаимодействия

ZnO + Na₂O
и Al₂O₃ + BaO

В
первом случае ZnO является амфотерным оксидом с общей формулой Me⁺²O,
а Na₂O – типичный основный оксид. Согласно сказанному выше, в
результате их взаимодействия должна образоваться соль, состоящая из катиона
металла, образующего основный оксид, т.е. в нашем случае Na⁺ (из
Na₂O) и «кислотного остатка»/аниона c формулой ZnO₂^2-,
поскольку амфотерный оксид имеет общую формулу вида Me⁺²O. Таким
образом, формула получаемой соли при соблюдении условия электронейтральности
одной ее структурной единицы («молекулы») будет иметь вид Na₂ZnO₂:

ZnO + Na₂O
=> Na₂⁺ZnO₂^2-

В
случае взаимодействующей пары реагентов Al₂O₃ и BaO
первое вещество является амфотерным оксидом с общей формулой вида Me⁺³₂O₃,
а второе — типичным основным оксидом. В этом случае образуется соль, содержащая
катион металла из основного оксида, т.е. Ba²⁺ (из BaO) и «кислотного
остатка»/аниона AlO₂—. Т.е. формула получаемой соли при соблюдении
условия электронейтральности одной ее структурной единицы («молекулы») будет
иметь вид Ba(AlO₂)₂, а само уравнение взаимодействия
запишется как:

Al₂O₃
+ BaO => Ba²⁺(AlO₂)₂^1-

практически всегда протекает реакция:

Me_xO_y
+ кислотный оксид, где Me_xO_y – либо основный, либо
амфотерный оксид металла.

Однако
следует запомнить два «привередливых»
кислотных оксида – углекислый газ (CO₂) и сернистый газ (SO₂).
«Привередливость» их заключается в том, что несмотря на явные кислотные
свойства, активности CO₂ и SO₂
недостаточно для их взаимодействия с малоактивными основными и амфотерными
оксидами. Из оксидов металлов они
реагируют только с активными основными оксидами (оксидами ЩМ и ЩЗМ).
Так, например, Na₂O и BaO, являясь активными основными оксидами,
могут с ними реагировать:

CO₂ +
Na₂O = Na₂CO₃

SO₂ +
BaO = BaSO₃

В
то время, как оксиды CuO и Al₂O₃, не относящиеся к
активным основным оксидам, в реакцию с CO₂ и SO₂ не
вступают:

CO₂ +
CuO ≠

CO₂ +
Al₂O₃ ≠

SO₂ +
CuO ≠

SO₂ + Al₂O₃ ≠

Взаимодействие оксидов с кислотами

С
кислотами реагируют основные и амфотерные оксиды. При этом образуются
соли и вода:

FeO + H₂SO₄
= FeSO₄ + H₂O

Несолеобразующие оксиды не реагируют с кислотами
вообще, а кислотные оксиды не реагируют с кислотами в большинстве случаев.

Когда
все-таки кислотный оксид реагирует с кислотой?

Решая часть ЕГЭ с вариантами ответа, вы должны условно
считать, что кислотные оксиды не реагируют ни с кислотными оксидами, ни с
кислотами, за исключением следующих случаев:

1)
диоксид кремния, будучи кислотным оксидом, реагирует с плавиковой кислотой,
растворяясь в ней. В частности, благодаря этой реакции в плавиковой кислоте
можно растворить стекло. В случае избытка HF уравнение реакции имеет вид:

SiO₂ +
6HF = H₂[SiF6] + 2H₂O,

а
в случае недостатка HF:                           SiO₂ + 4HF = SiF₄
+ 2H₂O

2)
SO₂, будучи кислотным оксидом, легко реагирует с сероводородной
кислотой H₂S по типу сопропорционирования:                               S⁺⁴O₂
+ 2H₂S^-2 = 3S⁰ + 2H₂O

3)
Оксид фосфора (III) P₂O₃ может реагировать с
кислотами-окислителями, к которым относятся концентрированная серная кислота и
азотная кислота любой концентрации. При этом степень окисления фосфора повышается
от значения +3 до +5:

P₂O₃ + 2H₂SO₄(конц.) + H₂O =>
2SO₂ + 2H₃PO₄

3P₂O₃
+ 4HNO₃(разб.) + 7H₂O => 4NO↑ + 6H₃PO₄

P₂O₃
+ 4HNO₃(конц.) + H₂O =>
2H₃PO₄ + 4NO₂↑

4)
Оксид серы (IV) SO₂ может быть окислен азотной кислотой, взятой в
любой концентрации. При этом степень окисления серы повышается с +4 до +6.

2HNO₃(конц.)+ SO₂
=> H₂SO₄ + 2NO₂↑

2HNO₃(разб.) + 3SO₂ +
2H₂O => 3H₂SO₄ + 2NO↑

Взаимодействие оксидов с гидроксидами металлов

С
гидроксидами металлов как основными, так и амфотерными реагируют
кислотные оксиды.  При этом образуется соль, состоящая из катиона
металла (из исходного гидроксида металла) и кислотного остатка кислоты,
соответствующей кислотному оксиду.

SO₃ +
2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O

Кислотные оксиды, которым соответствуют слабые кислоты
или кислоты средней силы, с щелочами могут образовывать как нормальные, так и
кислые соли:

CO₂ +
2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

CO₂ +
NaOH = NaHCO₃

P₂O₅ + 6KOH = 2K₃PO₄
+ 3H₂O

P₂O₅
+ 4KOH = 2K₂HPO₄ + H₂O

P₂O₅
+ 2KOH + H₂O = 2KH₂PO₄

«Привередливые»
оксиды CO₂ и SO₂, активности которых, как уже было
сказано, не хватает для протекания их реакции с малоактивными основными и
амфотерными оксидами, тем не менее, реагируют с большей частью соответствующих
им гидроксидов металлов. Точнее, углекислый и сернистый газы взаимодействуют с
нерастворимыми гидроксидами  в виде их суспензии в воде. При этом образуются
только основные соли, называемые гидроксокарбонатами и гидроксосульфитами, а
образование средних (нормальных) солей невозможно:

2Zn(OH)₂
+ CO₂ = (ZnOH)₂CO₃ + H₂O (в растворе)

2Cu(OH)₂
+ CO₂ = (CuOH)₂CO₃ + H₂O (в
растворе)

Однако с гидроксидами металлов в
степени окисления +3, например, такими, как Al(OH)₃, Cr(OH)₃,
Fe(OH)₃ и т.д., углекислый и сернистый газ не реагируют вовсе.

Следует
отметить также особую инертность диоксида кремния (SiO₂), в природе
наиболее часто встречаемого в виде обычного песка. Данный оксид является
кислотным, однако из гидроксидов металлов способен реагировать только с
концентрированными (50-60%) растворами щелочей,  а также с чистыми (твердыми) щелочами
при сплавлении. При этом образуются силикаты:

2NaOH + SiO₂
=> Na₂SiO₃ + H₂O

Амфотерные
оксиды из гидроксидов металлов реагируют только со щелочами (гидроксидами
щелочных и щелочноземельных металлов). При этом при проведении реакции в водных
растворах образуются растворимые комплексные соли:

ZnO + 2NaOH + H₂O
= Na₂[Zn(OH)₄] — тетрагидроксоцинкат натрия

BeO + 2NaOH + H₂O
= Na₂[Be(OH)₄] — тетрагидроксобериллат натрия

Al₂O₃
+ 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄] — тетрагидроксоалюминат
натрия

Cr₂O₃
+ 6NaOH + 3H₂O = 2Na₃[Cr(OH)₆] —
гексагидроксохромат (III) натрия

А
при сплавлении этих же амфотерных оксидов со щелочами получаются соли,
состоящие из катиона щелочного или щелочноземельного металла и аниона вида MeO₂^x—,
где x = 2 в случае амфотерного оксида типа Me⁺²O и x = 1 для
амфотерного оксида вида Me²⁺₂O₃:

ZnO + 2NaOH =>
Na₂ZnO₂ + H₂O

BeO + 2NaOH =>
Na₂BeO₂ + H₂O

Al2O3 + 2NaOH
=> 2NaAlO₂ + H₂O

Cr2O3 + 2NaOH
=> 2NaCrO₂ + H₂O

Fe2O3 + 2NaOH => 2NaFeO₂ + H₂O

Следует
отметить, что соли, получаемые сплавлением амфотерных оксидов с твердыми
щелочами, могут быть легко получены из растворов соответствующих комплексных
солей их упариванием и последующим прокаливанием:     

Na₂[Zn(OH)₄]
=> Na₂ZnO₂ + 2H₂O

Na[Al(OH)₄]
=> NaAlO₂ + 2H₂O

Взаимодействие
оксидов со средними солями

Чаще всего средние соли с оксидами
не реагируют. Однако следует выучить следующие
исключения из данного правила, часто встречающиеся на экзамене.

Одним из таких исключений является то, что амфотерные
оксиды, а также диоксид кремния (SiO₂) при их сплавлении с сульфитами
и карбонатами вытесняют из последних сернистый (SO₂) и углекислый
(CO₂) газы соответственно. Например:

Al₂O₃
+ Na₂CO₃ => 2NaAlO₂ + CO₂

SiO₂
+ K₂SO₃ => K₂SiO₃ + SO₂

Также к реакциям оксидов с солями можно условно отнести
взаимодействие сернистого и углекислого газов с водными растворами или взвесями
соответствующих солей — сульфитов и карбонатов, приводящее к образованию кислых
солей:

Na₂CO₃
+ CO₂ + H₂O = 2NaHCO₃

CaCO₃
+ CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂

Также сернистый газ при пропускании его через водные растворы
или взвеси карбонатов вытесняет из них углекислый газ благодаря тому, что
сернистая кислота является более сильной и устойчивой кислотой, чем угольная:                 

K₂СO₃
+ SO₂ = K₂SO₃ + CO₂

ОВР с участием оксидов

Восстановление оксидов металлов и неметаллов

Аналогично
тому, как металлы могут реагировать с растворами солей менее активных
металлов, вытесняя последние в свободном виде, оксиды металлов при нагревании
также способны реагировать с более активными металлами.

Напомним,
что сравнить активность металлов можно либо используя ряд активности металлов,
либо, если одного или сразу двух металлов нет в ряду активности, по их
положению относительно друг друга в таблице Менделеева: чем ниже и левее
металл, тем он более активен. Также полезно помнить, что любой металл из
семейства ЩМ и ЩЗМ будет всегда активнее металла, не являющегося представителем
ЩМ или ЩЗМ.

В
частности, на взаимодействии металла с оксидом менее активного металла основан
метод алюмотермии, используемый в промышленности для получения таких  трудно восстанавливаемых
металлов, как хром и ванадий:      

Cr₂O₃
+ 2Al => Al₂O₃ + 2Cr

При
протекании процесса алюмотермии образуется колоссальное количество тепла, а
температура реакционной смеси может достигать более 2000^oC.

Также
оксиды практически всех металлов, находящихся в ряду активности правее
алюминия, могут быть восстановлены до свободных металлов водородом (H₂),
углеродом (C) и угарным газом (CO) при нагревании. Например:

Fe₂O₃
+ 3CO => 2Fe + 3CO₂

CuO + C => Cu +
CO

FeO + H₂ => Fe
+ H₂O

Следует
отметить, что в случае, если металл может иметь несколько степеней окисления,
при недостатке используемого восстановителя возможно также неполное
восстановление оксидов.  Например:

Fe₂O₃ + CO => 2FeO + CO₂

4CuO + C  => 2Cu₂O + CO₂

Оксиды активных металлов
(щелочных, щелочноземельных, магния и алюминия) с водородом и угарным газом не
реагируют.

Однако оксиды активных металлов реагируют с углеродом,
но иначе, чем оксиды менее активных металлов.

В рамках программы ЕГЭ, чтобы не
путаться, следует считать, что в результате реакции оксидов активных металлов
(до Al включительно) с углеродом образование свободного ЩМ, ЩЗМ, Mg, а также Al
невозможно. В таких случаях происходит образование карбида металла и угарного
газа. Например:

2Al₂O₃
+ 9C  => Al₄C₃ + 6CO

CaO + 3C  =>
CaC₂ + CO

Оксиды
неметаллов нередко могут быть восстановлены металлами до свободных неметаллов.
Так, например, оксиды углерода и кремния при нагревании реагируют с
щелочными, щелочноземельными металлами и магнием:

CO₂ + 2Mg => 2MgO + C

SiO₂ + 2Mg => Si + 2MgO

При
избытке магния последнее взаимодействие может приводить также к образованию
силицида магния Mg₂Si:                                   SiO₂
+ 4Mg  => Mg₂Si + 2MgO

Оксиды
азота могут быть относительно легко восстановлены даже менее активными металлами,
например, цинком или медью:               

Zn + 2NO => ZnO
+ N₂

NO₂ + 2Cu
=> 2CuO + N₂

Взаимодействие оксидов с кислородом

Для того чтобы в заданиях реального ЕГЭ суметь
ответить на вопрос, реагирует ли какой-либо оксид с кислородом (O₂),
прежде всего нужно запомнить, что оксиды,
способные реагировать с кислородом (из тех, что могут попасться
вам на самом экзамене) могут образовать только химические элементы из списка: углерод С,
кремний Si, фосфор P, сера S, медь Cu, марганец Mn, железо Fe, хром Cr, азот N

Встречающиеся в реальном ЕГЭ оксиды любых других химических элементов с
кислородом  реагировать не будут (!).

В
первую очередь, среди перечисленных элементов следует рассмотреть азот N, т.к.
отношение его оксидов к кислороду заметно отличается от оксидов остальных элементов
приведенного выше списка. Следует четко запомнить тот факт, что всего азот
способен образовать пять оксидов, а именно:

Из
всех оксидов азота с кислородом может реагировать только NO. Данная реакция
протекает очень легко при смешении NO как с чистым кислородом, так и с воздухом.
При этом наблюдается быстрое изменение окраски газа с бесцветной (NO) на бурую
(NO₂):

2NO    +  O₂   =
2NO₂

бесцветный     
бурый

Для
того чтобы дать ответ на вопрос — реагирует ли с кислородом какой-либо оксид
любого другого из перечисленных выше химических элементов (т.е. С, Si, P, S,
Cu, Mn, Fe, Cr) — прежде всего обязательно нужно запомнить их основные степени
окисления (СО). Вот они:

 Далее
нужно запомнить тот факт, что из возможных оксидов указанных выше химических
элементов, с кислородом будут реагировать только те, которые содержат элемент в
минимальной, среди указанных выше, степени окисления. При этом степень
окисления элемента повышается до ближайшего положительного значения из
возможных:

элемент	Отношение его оксидов  к кислороду
С	Минимальная среди основных положительных степеней окисления углерода равна +2, а ближайшая к ней положительная — +4. Таким образом, с кислородом из оксидов C+2O и C+4O2 реагирует только CO. При этом протекает реакция: 2C+2O + O2 =to=>  2C+4O2 CO2 + O2 ≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. +4 – высшая степень окисления углерода.
Si	Минимальная среди основных положительных степеней окисления кремния равна +2, а ближайшая к ней положительная — +4. Таким образом, с кислородом из оксидов Si+2O и Si+4O2реагирует только SiO. Из-за некоторых особенностей оксидов SiO и SiO2 возможно окисление лишь части атомов кремния в оксиде Si+2O. Т.е. в результате его взаимодействия с кислородом, образуется смешанный оксид, содержащий как кремний в степени окисления +2, так и кремний в степени окисления +4, а именно Si2O3 (Si+2O·Si+4O2): 4Si+2O + O2 =to=> 2Si+2,+42O3 (Si+2O·Si+4O2) SiO2 + O2 ≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. +4 – высшая степень окисления кремния.
P	Минимальная среди основных положительных степеней окисления фосфора равна +3, а ближайшая к нему положительная — +5. Таким образом, с кислородом из оксидов P+32O3 и P+52O5  реагирует только P2O3. При этом протекает реакция доокисления фосфора кислородом от степени окисления +3 до степени окисления +5: P+32O3 + O2 =to=> P+52O5 P+52O5 + O2 ≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. +5 – высшая степень окисления фосфора.
S	Минимальная среди основных положительных степеней окисления серы равна +4, а ближайшая к ней по значению положительная — +6. Таким образом, с кислородом из оксидов S+4O2, S+6O3 реагирует только SO2. При этом протекает реакция: 2S+4O2 + O2 =to=> 2S+6O3 2S+6O3 + O2 ≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. +6 – высшая степень окисления серы.
Cu	Минимальная среди положительных степеней окисления меди равна +1, а ближайшая к ней по значению — положительная (и единственная) +2. Таким образом, с кислородом из оксидов Cu+12O, Cu+2O реагирует только Cu2O. При этом протекает реакция: 2Cu+12O + O2 =to=>  4Cu+2O CuO + O2 ≠ — реакция невозможна в принципе, т.к. +2 – высшая степень окисления меди.
Cr	Минимальная среди основных положительных степеней окисления хрома равна +2, а ближайшая к ней по значению положительная равна +3. Таким образом, с кислородом из оксидов Cr+2O, Cr+32O3 и  Cr+6O3 реагирует только CrO, при этом окисляясь кислородом до соседней (из возможных) положительной степени окисления, т.е. +3: 4Cr+2O + O2 =to=>  2Cr+32O3 Cr+32O3 + O2 ≠ — реакция не протекает, несмотря на то что существует оксид хрома и в большей, чем +3, степени окисления (Cr+6O3). Невозможность протекания данной реакции связана с тем, что требуемый для ее гипотетического осуществления нагрев сильно превышает температуру разложения оксида CrO3. Cr+6O3 + O2 ≠ — данная реакция не может протекать в принципе, т.к. +6 – высшая степень окисления хрома.
Mn	Минимальная среди основных положительных степеней окисления марганца равна +2, а ближайшая к ней положительная — +4. Таким образом, с кислородом из возможных оксидов Mn+2O, Mn+4O2, Mn+6O3 и Mn+72O7 реагирует только MnO, при этом окисляясь кислородом до соседней (из возможных) положительной степени окисления, т.е. +4: 2Mn+2O + O2 =to=> 2Mn+4O2 в то время, как: Mn+4O2 + O2 ≠ и Mn+6O3 + O2 ≠ — реакции не протекают, несмотря на то что существует оксид марганца Mn2O7, содержащий Mn в большей, чем +4 и +6, степени окисления. Связанно это с тем, что требуемый для дальнейшего гипотетического окисления оксидов Mn+4O2 и Mn+6O3 нагрев существенно превышает температуру разложения получаемых оксидов MnO3 и Mn2O7. Mn+72O7 + O2 ≠ — данная реакция невозможна  в принципе, т.к. +7 – высшая степень окисления марганца.
Fe	Минимальная среди основных положительных степеней окисления железа равна +2, а ближайшая к ней среди возможных — +3. Несмотря на то что для железа существует степень окисления +6, кислотного оксида FeO3, впрочем, как и соответствующей ему «железной» кислоты не существует. Таким образом, из оксидов железа с кислородом могут реагировать только те оксиды, которые содержат Fe в степени окисления +2. Это либо оксид Fe+2O, либо смешанный оксид железа Fe+2,+33O4 (железная окалина): 4Fe+2O + O2 =to=> 2Fe+32O3 или 6Fe+2O + O2 =to=> 2Fe+2,+33O4 смешанный оксид Fe+2,+33O4 может быть доокислен до Fe+32O3: 4Fe+2,+33O4 + O2 =to=> 6Fe+32O3 Fe+32O3 + O2≠ — протекание данной реакции невозможно в принципе, т.к. оксидов, содержащих железо в степени окисления выше, чем +3, не существует.