Химические свойства металлов егэ задания

Всего: 125    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 …

Добавить в вариант

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Всего: 125    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 …

            МЕТАЛЛЫ, ИХ СВОЙСТВА, ПОЛУЧЕНИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ. ЭЛЕКТРОЛИЗ.        

1.   С водой не реагирует:

      1)   магний                  2)   бериллий                 3)   барий                  4)   стронций  

2.   Реакции разбавленной азотной кислоты с медью соответствует уравнение:

      1)   3 Cu  +  8 HNO3  =  3 Cu(NO3)2  +  2 NO  +  4 H2O      

      2)   Cu  +  2 HNO3  =  Cu(NO3)2  +  H2           

      3)   Cu  +  2 HNO3  =  CuO  +  NO2  +  H2O              

      4)   Cu  +  HNO3  =  CuO  +  NH4NO3  +  H2O      

3.   Сравните процессы, протекающие на электродах при электролизе расплава и раствора хлорида натрия.

4.   При электролизе раствора  AgNO3  на катоде выделяется:

      1)   серебро                 2)   водород                 3)   серебро и водород                4)   кислород и водород

5.   При электролизе раствора  хлорида калия на катоде происходит:

      1)   восстановление воды                              2)   окисление воды

      3)   восстановление ионов калия                 4)   окисление хлора  

6.   Какой процесс происходит на медном аноде при электролизе раствора бромида натрия?

      1)   окисление воды                                2)   окисление ионов брома    

      3)   окисление меди                                4)   восстановление меди  

7.   Реакция возможна между:

      1)   Ag  и  K2SO4 (раствор)                       2)   Zn  и  KCl (раствор)                      

      3)   Mg  и  SnCl2 (раствор)                        4)   Ag  и  CuSO4 (раствор)                                            

8.   В какой последовательности восстанавливаются данные металлы при электролизе растворов их солей?

      1)   Au , Cu , Ag , Fe                               2)   Cu , Ag , Fe , Au

      3)   Fe , Cu , Ag , Au                               4)   Au , Ag , Cu , Fe  

9.   С концентрированной  HNO3  без нагревания не взаимодействует:

      1)   Cu                    2)   Ag                       3)   Zn                      4)   Fe

10. Азотная кислота накапливается в электролизёре при пропускании электрического тока через водный раствор

      1)   нитрата кальция               2)   нитрата серебра               3)   нитрата алюминия               4)   нитрата цезия

11. Из приведенных ниже металлов наиболее активным является:

      1)   бериллий              2)   магний               3)   кальций                 4)   барий  

12. Железо реагирует с каждым из двух веществ:

      1)   хлоридом натрия и азотом                                   2)   кислородом и хлором

      3)   оксидом алюминия и карбонатом калия            4)   водой и гидроксидом алюминия

13. С водой при комнатной температуре реагирует каждый из двух металлов:

      1)   барий и медь           2)   алюминий и ртуть             3)   кальций и литий             4)   серебро и натрий  

14. При сплавлении алюминия с гидроксидом натрия образуется:

      1)   NaAlO2                   2)   AlH3                  3)   Na[Al(OH)4]               4)   Al2O3       

15. С разбавленной  HNO3  без нагревания не взаимодействует:

      1)   Cu                    2)   Ag                       3)   Zn                      4)   Pt  

16. Водород не вытесняется из кислот:

      1)   хромом                    2)   железом                    3)   медью                 4)   цинком  

17. Медь растворяется в разбавленном водном растворе кислоты:

      1)   серной                2)   соляной               3)   азотной               4)   фтороводородной

18. Медные изделия, находящиеся в контакте с воздухом, постепенно покрываются зелёным налётом, основным ком-

      понентом которого является:

      1)   CuO                  2)   CuCO3              3)   Cu(OH)2             4)   (CuOH)2CO3         

19. При нагревании магния в атмосфере азота:

      1)   реакция не идёт                                 2)   образуется нитрид магния    

      3)   образуется нитрит магния                4)   образуется нитрат магния      

20. При обычной температуре магний не взаимодействует с:

      А)   водой              

      Б)   растворами щелочей                

      В)   разбавленными H2SO4 и HNO3

      Г)   концентрированными H2SO4 и HNO3

      Д)   серой    

      Ответ: ____________________ . (Запишите соответствующие буквы в алфавитном порядке.)

21. При комнатной температуре хром взаимодействует с:

      А)   HCl (разб.)              Б)   Н2О                  В)   H2SO4 (разб.)               Г)   N2                  Д)   Н2     

      Ответ: ____________________ . (Запишите соответствующие буквы в алфавитном порядке.)

22. При электролизе водного раствора  KI не образуется:

      1)   K                    2)   KOH                  3)   H2                  4)   I2       

23. Вещество, из которого образуются одинаковые продукты при электролизе водного раствора и расплава, имеет  

      формулу:

      1)   CuCl2                 2)   KВr                 3)   NaOH              4)   NaCl  

24. Газообразные вещества будут выделяться на катоде и аноде при электролизе водного раствора:                              

      1)   AgNO3                 2)   KNO3               3)   CuCl2                  4)   HgCl2         

25. При электролизе раствора  Cr2(SO4)3  на катоде выделяется:                                                                                            

      1)   кислород                  2)   водород и хром                 3)   хром               4)   кислород и хром                                      26. Два инертных электрода опустили в стакан, содержащий смесь водных растворов солей с одинаковой концентра-

      цией  AgNO3 , Cu(NO3)2 , Hg(NO3)2 , NaNO3 . Первыми при электролизе будут восстанавливаться частицы:

      1)   Hg+2                2)   Ag+                3)   Cu+2              4)   H2O          

27. При электролизе разбавленного водного раствора  Ni(NO3)2  на катоде выделяется:                                                                                            

      1)   Ni                    2)   O2                     3)   Ni и H2                    4)   H2 и O2           

28. Азотная кислота накапливается в электролизёре при пропускании электрического тока через водный раствор

      1)   нитрата калия               2)   нитрата алюминия               3)   нитрата магния               4)   нитрата меди  

29. Выделение кислорода происходит при электролизе водного раствора соли:

      1)   MgCl2                  2)   CuSO4                  3)   NaBr                 4)   FeBr2       

30. При электролизе водного раствора  нитрата серебра  на катоде образуется:

      1)   Ag                 2)   NO2                 3)   NO                4)   H2   

31. Кальций в промышленности получают:

      1)   электролизом раствора  СаСl2                          2)   электролизом расплава  СаСl2         

      3)   электролизом раствора  Са(ОН)2                     4)   действием более активного металла на водные растворы солей                            

32. При электролизе раствора иодида натрия у катода окраска лакмуса в растворе:

      1)   красная                    2)   синяя                 3)   фиолетовая                4)   жёлтая        

33. При электролизе водного раствора  нитрата калия  на аноде выделяется:

      1)   О2                 2)   NO2                 3)   N2                4)   H2   

34. Водород образуется при электролизе водного раствора:

      1)   CaCl2                2)   CuSO4                3)   Hg(NO3)2               4)   AgNO3       

35. При взаимодействии лития с водой образуется водород и:

      1)   оксид                  2)   пероксид                   3)   гидрид                4)   гидроксид    

36. Металлические свойства слабее всего выражены у:

      1)   натрия                 2)   магния                 3)   кальция                 4)   алюминия  

37. Верны ли следующие суждения о щелочных металлах?

      А.   Во всех соединениях они имеют степень окисления  +1.

      Б.   С неметаллами они образуют соединения с ионной связью.

      1)   верно только  А                                 2)   верно только  Б                                 

      3)   верны оба суждения                         4)   оба суждения не верны  

38. При комнатной температуре хром взаимодействует с:

      1)   H2SO4 (р-р)                2)   Н2О                 3)   N2                 4)   O2     

39. При взаимодействии хрома с соляной кислотой образуются:

      1)   CrCl2  и  Н2                2)   CrCl3  и  Н2О                3)   CrCl2  и  Н2О                4)   CrCl3  и  Н2                               

40. Медь не взаимодействует с:

      1)   разбавленной  HNO3                         2)   концентрированной  HNO3   

      3)   разбавленной  HCl                            4)   концентрированной  H2SO4 

41. Какой из металлов не вытесняет водород из разбавленной серной кислоты?

      1)   железо                2)   хром                 3)   медь               4)   цинк  

42. Наиболее энергично реагирует с водой:

      1)   Al                2)   Mg                3)   Ca                 4)   K  

43. При обычных условиях с водой реагирует:

      1)   Mg              2)   Ca                3)   Pb               4)   Zn  

44. В результате реакции кальция с водой образуются:

      1)   СаО  и  Н2                   2)   Са(ОН)2  и  Н2                  3)   СаН2  и  О2                4)   Са(ОН)2  и  О2       

45. Химическая реакция не происходит между:

      1)   Zn  и  HCl                   2)   Al  и  HCl                   3)   Mg  и  H2SO4 (разб.)                   4)   Аg  и  H2SO4 (разб.)                  

46. Соляная кислота реагирует с:

      1)   Cu                  2)   Zn                3)   Ag                4)   Hg  

47. Для алюминия при обычных условиях возможно взаимодействие с:

      А)   HgCl2             Б)   СаО             В)   CuSO4              Г)   HNO3 (конц.)           Д)   Na2SO4             E)   Fe3O4   

      Ответ: ____________________ . (Запишите соответствующие буквы в алфавитном порядке.)

48. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами окислительно-восстановительных реакций.

      ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА                                          ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

      1)   Fe  +  Cl2  →                                                             A)   FeSO4  +  H2 

      2)   Fe  +  HCl  →                                                            Б)   Fe2(SO4)3  +  H2         

      3)   Fe  +  H2SO4 (разб.)  →                                            В)   Fe2(SO4)3  +  SO2  +  H2O  

      4)   Fe  +  H2SO4 (конц.)  →                                            Г)   FeCl2  +  H2       

                                                                                                Д)   FeCl3  +  H2       

                                                                                                Е)   FeCl3  

49. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного              

      раствора сульфата меди(II) на инертных электродах.

50. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      хлорида бария на инертных электродах.

51. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      иодида калия на инертных электродах.

52. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      серной кислоты на инертных электродах.

53. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      бромида лития на инертных электродах.

54. При обычных условиях кальций реагирует с:

      1)   кислородом                2)   углеродом                3)   серой              4)   азотом  

55. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      нитрата калия на инертных электродах.

56. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      сульфата натрия на инертных электродах.

57. При обычной температуре медь реагирует с:

      1)   водой                   2)   кислородом                  3)   хлороводородной кислотой                 4)   азотной кислотой

58. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      гидроксида калия на инертных электродах.

59. В разбавленной серной кислоте растворяется:

      1)   Cu                   2)   Zn                  3)   Ag                 4)   Au

60. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      азотной кислоты на инертных электродах.

61. При нагревании медь реагирует с:

      1)   водородом                                                       2)   сероводородной кислотой

      3)   разбавленной серной кислотой                     4)   концентрированной серной кислотой                    

62. Напишите уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде, и общее уравнение электролиза водного раствора  

      гидроксида бария на инертных электродах.

Задание
6 ЕГЭ 2020 Химия

Химические свойства простых
металлов, неметаллов и оксидов

Все
химические элементы разделяют на металлы и неметаллы в зависимости от строения и свойств их атомов.
Также на металлы и неметаллы классифицируют образуемые элементами простые
вещества, исходя из их физических и химических свойств.

В
Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева неметаллы расположены
по диагонали: бор – астат и над ней в главных подгруппах.

Для
атомов металлов характерны сравнительно большие радиусы и небольшое число
электронов на внешнем уровне от 1 до 3 (исключение: германий, олово свинец – 4;
сурьма и висмут — 5; полоний — 6 электронов).

Атомам
неметаллов, наоборот, свойственны небольшие радиусы атомов и число электронов
на внешнем уровне от 4 до 8 (исключение бор, у него таких электронов – три).

Отсюда
стремление атомов металлов к отдаче внешних электронов, т.е. восстановительные
свойства, а для атомов неметаллов – стремление к приему недостающих до
устойчивого восьмиэлектронного уровня электронов, т.е. окислительные свойства.

Металлы

В
металлах – металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка. В узлах
решетки находятся положительно заряженные ионы металлов, связанные посредством
обобществленных внешних электронов, принадлежащих всему кристаллу.

Это
обуславливает все важнейшие физические свойства металлов: металлический блеск,
электро- и теплопроводность, пластичность (способность изменять форму под
внешним воздействием) и некоторые другие, характерные для этого класса простых
веществ.

Металлы I группы
главной подгруппы называют щелочными металлами.

Металлы II группы:
кальций, стронций, барий – щелочноземельными.

Химические свойства металлов

В
химических реакциях металлы проявляют только восстановительные свойства, т.е.
их атомы отдают электроны, образуя в результате положительные ионы.

1. Взаимодействуют
с неметаллами:

а) кислородом (с образованием оксидов)

Щелочные
и щелочноземельные металлы окисляются легко при обычных условиях, поэтому их
хранят под слоем вазелинового масла или керосина.

4Li + O₂
= 2Li₂O

2Ca + O₂
= 2CaO

Обратите внимание:
при взаимодействии натрия – образуется пероксид, калия — надпероксид

2Na + O₂ = Na₂O₂, К + О2 = КО2 а оксиды получают прокаливанием пероксида с соответствующими
металлом: 2Na + Na₂O₂
= 2Na₂O

Железо,
цинк, медь и другие менее активные металлы медленно окисляются на воздухе и
активно при нагревании.

3Fe + 2O₂
= Fe₃O₄ (смесь двух оксидов: FeO и Fe₂O₃)

2Zn + O₂
= 2ZnO

2Cu + O₂
= 2CuO

Золото и платиновые металлы не
окисляются кислородом воздуха ни при каких условиях.

б) водородом (с образованием гидридов)

2Na + H₂
= 2NaH

Ca + H₂
= CaH₂

в) хлором (с образованием хлоридов)

2K + Cl₂
= 2KCl

Mg + Cl₂
= MgCl₂

2Al + 3Cl₂
=2AlCl₃

Обратите внимание: при взаимодействии железа образуется хлорид
железа (III): 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

г) серой (с образованием сульфидов)

2Na + S = Na₂S

Hg + S = HgS 2Al + 3S = Al₂S₃

Обратите внимание: при взаимодействии железа образуется сульфид
железа (II): Fe + S = FeS

д) азотом (с образованием нитридов)

6K + N₂
= 2K₃N

3Mg + N₂
= Mg₃N₂

2Al + N₂
= 2AlN

2. Взаимодействуют
со сложными веществами:

Необходимо помнить, что по восстановительной способности металлы
расположены в ряд, который называют электрохимическим рядом напряжений или
активности металлов (вытеснительный ряд Бекетова Н.Н.):

Li, K, Ba, Ca, Na,
Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, (H₂), Cu, Hg, Ag, Au, Pt

а) водой

Металлы,
расположенные в ряду до магния, при обычных условиях вытесняют водород из воды,
образуя растворимые основания – щелочи.

2Na + 2H₂O
= 2NaOH + H₂↑

Ba + H₂O
= Ba(OH) ₂ + H₂↑

Магний взаимодействует с водой
при кипячении.

Mg + 2H₂O
= Mg(OH) ₂ + H₂↑

Алюминий
при удалении оксидной пленки бурно реагирует с водой. 2Al + 6H₂O = 2Al(OH) ₃
+ 3H₂↑

Остальные
металлы, стоящие в ряду до водорода, при определенных условиях тоже могут
вступать в реакцию с водой с выделением водорода и образованием оксидов. 3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄
+ 4H₂↑

б) растворами кислот

(Кроме концентрированной серной кислоты и азотной кислоты любой
концентрации. См. раздел «Окислительно-восстановительные реакции».)

Обратите внимание:
не используют для проведения реакций нерастворимую кремниевую кислоту

Металлы,
стоящие в ряду до магния и активно реагирующие с водой, не используют для
проведения таких реакций.

Металлы,
стоящие в ряду от магния до водорода, вытесняют водород из кислот. Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑

Обратите внимание: образуются соли двухвалентного железа. Fe + H2SO4(разб.) = FeSO4 + H2↑

Образование
нерастворимой соли препятствует протеканию реакции. Например, свинец
практически не реагирует с раствором серной кислоты из-за образования на
поверхности нерастворимого сульфата свинца.

Металлы, стоящие в ряду после
водорода, НЕ вытесняют
водород.

в) растворами солей

Металлы,
стоящие в ряду до магния и активно реагирующие с водой, не используют для
проведения таких реакций.

Для остальных металлов
выполняется правило:

Каждый металл вытесняет из растворов солей другие металлы,
расположенные в ряду правее него, и сам может быть вытеснен металлами,
расположенными левее него.

Cu + HgCl₂
= Hg + CuCl₂

Fe + CuSO₄
= FeSO₄ + Cu

Как и
в случае с растворами кислот, образование нерастворимой соли препятствует
протеканию реакции.

г) растворами щелочей

Взаимодействуют металлы,
гидроксиды которых амфотерны.

Zn + 2NaOH + 2H₂O
= Na₂ [Zn(OH) ₄] + H₂↑

2Al + 2KOH + 6H₂O
= 2K[Al(OH) ₄] + 3H₂↑

д) с органическими веществами

Щелочные металлы со спиртами и
фенолом.

2C₂H₅OH
+ 2Na = 2C₂H₅ONa + H₂↑

2C₆H₅OH
+ 2Na = 2C₆H₅ONa + H₂↑

Металлы
участвуют в реакциях с галогеналканами, которые используют для получения низших
циклоалканов и для синтезов, в ходе которых происходит усложнение углеродного
скелета молекулы

(реакция А.Вюрца):

CH₂Cl-CH₂-CH₂Cl
+ Zn = C₃H₆(циклопропан) + ZnCl₂

2CH₂Cl
+ 2Na = C₂H₆(этан) + 2NaCl

Неметаллы

В
простых веществах атомы неметаллов связаны ковалентной неполярной связью. При
этом образуются одинарные (в молекулах H₂, F₂, Cl₂,
Br₂, I₂), двойные (в молекулах О₂), тройные (в
молекулах N₂) ковалентные связи.

Строение простых веществ – неметаллов:

1.  молекулярное

При
обычных условиях большинство таких веществ представляют собой газы (Н₂,
N₂, O₂, O₃, F₂, Cl₂) или
твердые вещества (I₂, P₄, S₈) и лишь
единственный бром (Br₂) является жидкостью. Все эти вещества
молекулярного строения, поэтому летучи. В твердом состоянии они легкоплавки
из-за слабого межмолекулярного взаимодействия, удерживающего их молекулы в
кристалле, и способны к возгонке.

2.  атомное

Эти
вещества образованы кристаллами, в узлах которых находятся атомы: (B_n,
С_n, Si_n, Gen, Se_n,
Te_n). Из-за большой прочности ковалентных связей они, как правило,
имеют высокую твердость, и любые изменения, связанные с разрушением ковалентной
связи в их кристаллах (плавление, испарение), совершаются с большой затратой
энергии. Многие такие вещества имеют высокие температуры плавления и кипения, а
летучесть их весьма мала.

Многие
элементы – неметаллы образуют несколько простых веществ – аллотропных
модификаций. Аллотропия может быть связана с разным составом молекул: кислород
О₂ и озон О₃ и с разным строением кристаллов:
аллотропными модификациями углерода являются графит, алмаз, карбин, фуллерен.
Элементы – неметаллы, имеющие аллотропные модификации: углерод, кремний, фосфор,
мышьяк, кислород, сера, селен, теллур.

Химические свойства неметаллов

У
атомов неметаллов преобладают окислительные свойства, то есть способность
присоединять электроны. Эту способность характеризует значение
электроотрицательности. В ряду неметаллов

At, B, Te, H, As, I,
Si, P, Se, C, S, Br, Cl, N, O, F

электроотрицательность
возрастает и усиливаются окислительные свойства.

Отсюда следует, что для простых веществ – неметаллов будут
характерны как окислительные, так и восстановительные свойства, за исключением
фтора – самого сильного окислителя.

1. Окислительные
свойства

а) в реакциях с металлами (металлы всегда восстановители)

2Na + S = Na₂S
(сульфид натрия)

3Mg + N₂
= Mg₃N₂ (нитрид магния)

б) в реакциях с неметаллами,
расположенными левее данного, то есть с меньшим значением
электроотрицательности. Например, при взаимодействии фосфора и серы окислителем
будет сера, так как фосфор имеет меньшее значение электроотрицательности: 2P
+ 5S = P₂S₅ (сульфид фосфора V)

Большинство
неметаллов будут окислителями в реакциях с водородом: H₂ + S = H₂S

H₂ +
Cl₂ = 2HCl

3H₂ +
N₂ = 2NH₃

в) в реакциях с некоторыми сложными веществами

Окислитель – кислород,
реакции горения

CH₄ +
2O₂ = CO₂ + 2H₂O

2SO₂
+ O₂ = 2SO₃

Окислитель – хлор

2FeCl₂
+ Cl₂ = 2FeCl₃

2KI + Cl₂
= 2KCl + I₂

CH₄ +
Cl₂ = CH₃Cl + HCl

Ch₂=CH₂
+ Br₂ = CH₂Br-CH₂Br

2.
Восстановительные свойства

а) в реакциях с фтором

S + 3F₂
= SF₆

H₂ +
F₂ = 2HF

Si + 2F₂
= SiF₄

б) в реакциях с кислородом (кроме фтора)

S + O₂
= SO₂

N₂ +
O₂ = 2NO

4P + 5O₂
= 2P₂O₅

C + O₂
= CO₂

в) в реакциях со сложными веществами – окислителями

H₂ +
CuO = Cu + H₂O

6P + 5KClO₃
= 5KCl + 3P₂O₅

C + 4HNO₃
= CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

H₂C=O
+ H₂ = CH₃OH

3. Реакции диспропорционирования: один и тот же неметалл является и
окислителем и восстановителем

Cl₂ +
H₂O = HCl + HClO

3Cl₂
+ 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

Оксиды: классификация, получение и

химические свойства

Оксиды —
это сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых

—  кислород со степенью окисления -2.  При этом кислород связан
только с менее

электроотрицательным элементом.

В зависимости от второго
элемента оксиды проявляют разные химические свойства. В школьном курсе оксиды
традиционно делят на солеобразующие и несолеобразующие.

Некоторые оксиды относят к солеобразным (двойным).

Двойные оксиды — это некоторые оксиды , образованные элементом с
разными степенями окисления.

Солеобразующие оксиды
делят на основные, амфотерные и кислотные.

Основные оксиды — это оксиды, обладающие характерными основными
свойствами. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степень окисления
+1 и +2. Кислотные оксиды — это оксиды, характеризующиеся кислотными
свойствами. К ним относят оксиды, образованные атомами металлов со степенью
окисления +5, +6 и +7, а также атомами неметаллов.

Амфотерные оксиды — это оксиды, характеризующиеся и основными, и
кислотными свойствами. Это оксиды металлов со степенью окисления +3 и +4, а
также четыре оксида со степенью окисления +2: ZnO, PbO, SnO и BeO.

Несолеобразующие оксиды не проявляют характерных основных или кислотных свойств,
им не соответствуют гидроксиды. К несолеобразующим относят четыре оксида: CO,
NO, N2O и SiO.

Классификация оксидов

 

Получение оксидов

Общие способы получения оксидов:

1.  Взаимодействие простых веществ с кислородом:

1.1.   Окисление металлов:
большинство металлов окисляются кислородом до оксидов с устойчивыми степенями
окисления.

Например, алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Не взаимодействуют с кислородом золото, платина, палладий.

Натрий при окислении кислородом
воздуха образует преимущественно пероксид Na2O2,

2Na + O₂ → 2Na₂O₂

Калий, цезий, рубидий образуют
преимущественно пероксиды состава MeO2:

K + O₂  →  KO₂

Примечания: металлы с переменной степенью окисления окисляются кислородом
воздуха, как правило, до промежуточной степени окисления (+3):

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

4Cr + 3O₂ → 2Cr₂O₃

Железо также горит с образованием
железной окалины — оксида железа (II, III):

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

1.2.   Окисление простых веществ-неметаллов.

Как правило, при окислении неметаллов образуется оксид неметалла
с высшей степенью окисления, если кислород в избытке, или оксид неметалла с
промежуточной степенью окисления, если кислород в недостатке.

Например, фосфор окисляется избытком кислорода до оксида фосфора (V), а
под действием недостатка кислорода до оксида фосфора (III):

4P + 5O_2(изб.) → 2P2O5 4P + 3O_2(нед.) → 2P2O3 Но есть некоторые исключения.

Например, сера сгорает только до
оксида серы (IV):

S + O₂ → SO₂

Оксид серы (VI) можно
получить только окислением оксида серы (IV) в жестких условиях в присутствии
катализатора:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Азот окисляется кислородом только при очень высокой температуре
(около 2000^оС), либо

под
действием электрического разряда, и только до оксида азота (II): N₂
+ O₂ = 2NO

Не окисляется кислородом
фтор F2 (сам фтор окисляет
кислород). Не взаимодействуют с кислородом прочие галогены (хлор Cl2, бром и др.), инертные газы
(гелий He, неон, аргон, криптон).

2.  Окисление сложных веществ (бинарных
соединений): сульфидов, гидридов, фосфидов и т.д.

При окислении кислородом
сложных веществ, состоящих, как правило, из двух элементов, образуется смесь
оксидов этих элементов в устойчивых степенях окисления.

Например, при сжигании пирита FeS2 образуются  оксид железа
(III) и оксид серы (IV):

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Сероводород горит с
образованием оксида серы (IV)  при избытке кислорода и с образованием серы при
недостатке кислорода:

2H₂S + 3O_2(изб.) → 2H₂O + 2SO₂

2H₂S + O_2(нед.) → 2H₂O + 2S

А вот аммиак горит с
образованием простого вещества N2, т.к. азот реагирует с кислородом только в жестких условиях:

4NH₃ + 3O₂ →2N₂ + 6H₂O

А вот в присутствии катализатора аммиак окисляется кислородом до
оксида азота (II): 4NH₃ + 5O₂ →
4NO + 6H₂O

 3. Разложение гидроксидов. Оксиды можно получить также из гидроксидов — кислот или
оснований. Некоторые гидроксиды неустойчивы, и самопроизвольную распадаются на
оксид и воду; для разложения некоторых других (как правило, нерастворимых в
воде) гидроксидов необходимо их нагревать (прокаливать).

гидроксид → оксид + вода

Самопроизвольно разлагаются
в водном растворе угольная кислота, сернистая кислота, гидроксид аммония,
гидроксиды серебра (I), меди (I):

H₂CO₃ → H₂O + CO₂

H₂SO₃ → H₂O + SO₂

NH₄OH → NH₃ + H2O

2AgOH → Ag2O + H2O

2CuOH → Cu2O + H2O

При нагревании разлагаются на оксиды большинство нерастворимых
гидроксидов —

кремниевая кислота, гидроксиды тяжелых металлов — гидроксид
железа (III) и др.:

H₂SiO₃ → H₂O + SiO₂

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

4. Еще один способ получения оксидов — разложение сложных соединений — солей. Например, нерастворимые карбонаты и карбонат лития при нагревании
разлагаются на оксиды:

Li₂CO₃ → H₂O + Li₂O

CaCO₃ →  CaO + CO₂

Соли, образованные сильными
кислотами-окислителями (нитраты, сульфаты, перхлораты и др.), при нагревании,
как правило, разлагаются с с изменением степени окисления:

2Zn(NO₃)₂ → 2ZnO + 4NO₂ + O₂

Химические свойства оксидов

Значительная часть
химических свойств оксидов описывается схемой взаимосвязи основных классов
неорганических веществ.

Химические свойства металлов

1. Щелочные (Li-Fr), щелочно-земельные (Ca-Ra) металлы, Mg

1) Реагируют с кислородом (подробнее)

Все Щ металлы, кроме Li, образуют не оксиды, а пероксиды:

2Li + O2 → 2Li2O

2Na + O2 → Na2O2

Оксиды получают взаимодействием пероксидов с металлом:

Na2O2 + 2Na → 2Na2O

2) Реагируют с водородом (подробнее)

3) Реагируют с водой (подробнее)

4) Реагируют с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом:

3Mg + 2P → Mg3P2 (t)

2Na + Cl2 → 2NaCl

Ca + 2C → CaC2 (t)

5) Реагируют с некоторыми кислотными оксидами:

CO2 + 2Mg → 2MgO + C

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si
SiO2 + 2Ca → 2CaO + Si
SiO2 + 2Ba → 2BaO + Si

6) Магний как восстановитель используется в производстве кремния и некоторых металлов:

2Mg + TiCl4 → 2MgCl2 + Ti (t)

7) Реакции Щ и ЩЗ металлов с растворами солей или кислот не рассматриваются, так как эти металлы очень бурно взаимодействуют с водой, и суммарная реакция изменится.

2. Алюминий

1) Реагирует с кислородом: 4Al + 3O2 → 2Al2O3

2) Не реагирует с водородом (из металлов только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)

3) Реагирует с водой, если удалить оксидную пленку:

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

4) Реагирует с щелочами с выделением водорода (также Be и Zn):

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

5) Реагируют с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом:

2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

4Al + 3C → Al4C3

2Al + N2 → 2AlN (t)

6) Используется для восстановления менее активных металлов (алюмотермия):

3FeO + 2Al →  3Fe + Al2O3
Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3

7) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:

Al + H2SO4 (р) → Al2(SO4)3 + H2

Вытесняет менее активные металлы из их солей:

2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu

9) На холоде пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот. При нагревании реагирует без выделения водорода:

Al + 4HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + NO + 2H2O (только при нагревании)

8Al + 30HNO3(разб.) → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O (при любой температуре, возможно образование N2O)

2Al + 6H2SO4(конц.) → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (только при нагревании)

2Al + 3H2SO4(разб.) → Al2(SO4)3 + 3H2

3. Железо

1) Реагирует с кислородом:

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (железная окалина)

В присутствии воды образуется ржавчина:
4Fe + 3O2 + 6H2O  → 4Fe(OH)3

2) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)

Fe + H2 → реакция не идет

3) Реагирует с парами воды с образованием оксида:

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (t)

4) Не реагирует с щелочами

Fe + NaOH → реакция не идет

5) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:

2Fe + 3F2 → 2FeF3 (образуется соль Fe⁺³)

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (образуется соль Fe⁺³)

2Fe + 3Br2 → 2FeBr3 (образуется соль Fe⁺³)

Fe + I2 → FeI2 (образуется соль Fe⁺²)

Fe + S → FeS

6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:

Fe + H2SO4 (разб.) → FeSO4 + H2 (образуется соль Fe⁺²)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

7) Вытесняет менее активные металлы из их солей:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (образуется соль Fe⁺²)

На холодe пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот (т.е. реакция не протекает). При нагревании реагирует без выделения водорода:

Fe + 6HNO3(конц.) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (при нагревании, образуется соль Fe⁺³)

Fe + 4HNO3(разб.) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (образуется соль Fe⁺³)

2Fe + 6H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (при нагревании, образуется соль Fe⁺³)

9) Соединения Fe⁺³ реагируют с железом, медью, восстанавливаясь до Fe⁺²:

2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Fe3O4 + Fe → 4FeO

Fe2O3 + Fe  → 3FeO

4. Хром

1) Реагирует с кислородом:

4Cr + 3O2 → 2Cr2O3

2) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)

Cr + H2 → реакция не идет

3) Реагирует с парами воды с образованием оксида:

2Cr + 3H2O → Cr2O3 + 3H2 (t)

4) Не реагирует с щелочами

Cr + NaOH → реакция не идет

5) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:

2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 (образуется соль Fe⁺³)

2Cr + 3Br2 → 2CrBr3 (образуется соль Fe⁺³)

Cr + S → Cr2S3 (образуется соль Fe⁺³)

6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:

Cr + H2SO4 (разб.) → CrSO4 + H2 (образуется соль Cr⁺²)

Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 (образуется соль Cr⁺²)

7) Пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот (реакция идут только при нагревании)

Cr + 6HNO3(конц.)  →  Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (t)

Cr + 4HNO3(разб.)  →  Cr(NO3)3 + NO + 2H2O.

5. Медь

1) Реагирует с кислородом:

2Cu + O2 → 2CuO

2) Реагирует с соединениями Cu⁺² с образованием промежуточной степени окисления +1:

CuO + Cu → Cu2O

CuCl2 + Cu → 2CuCl

3) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)

Cu + H2 → реакция не идет

4) Не реагирует с парами воды (так как находится в ряду напряжений после водорода):

Cu + H2O → реакция не идет

5) Не реагирует с щелочами

Cu + NaOH → реакция не идет

6) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:

Cu + Cl2 → CuCl2 (образуется соль Cu⁺²)

Cu + Br2 → CuBr2 (образуется соль Cu⁺²)

2Cu + I2 → 2CuI (образуется соль Cu⁺¹)

Cu + S → CuS (образуется соль Cu⁺²)

7) Не реагирует с N2, C, Si.

Не реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится правее водорода в ряду напряжений:

Cu + H2SO4(р) →  реакция не идет.

9) Реагирует с кислотами-окислителями как слабый восстановитель:

Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Cu + 2H2SO4(конц.) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

7. Цинк

1) Реагирует с кислородом: 2Zn + O2 → 2ZnO

2) Не реагирует с водородом (из металлов только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)

3) Реагирует с парами воды, т.е. при сильном нагревании, с образованием оксида:

Zn + H2O → ZnO + H2

4) Реагирует с твердыми щелочами и растворами щелочей с выделением водорода (также Be и Al):

Zn + 2NaOH(тв.) → Na2ZnO2 + H2 (t)

Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2

5) Реагируют с галогенами, серой при нагревании:

Zn + Cl2 → ZnCl2

Zn + S → ZnS

6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:

Zn + H2SO4 (разб.) → ZnSO4 + H2

Реагирует с кислотами-окислителями:

4Zn + 5H2SO4(конц.) → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

Так как Zn находится примерно в центре ряда напряжений, то в реакциях с азотной кислотой могут образовываться разные продукты:

Zn+4HNO3(конц.) → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

4Zn + 10HNO3(разб.) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.