Конспект урока по теме: Свойства оксидов (10 — 11 класс), 2 часа
Уроки в 10 ( 11кл) Общая химия
Уроки № 1 – 2 Оксиды – классификация, химические свойства, получение оксидов
Цели:
Познакомить учащихся с полной классификацией оксидов, их номенклатурой; повторить типы химической связи и основные их характеристики; проследить изменение характера оксида и типа связи в нем по периодической системе элементов. Актуализировать знания учащихся о свойствах оксидов, а также содержание понятия «амфотерность»; продолжить совершенствование навыков составления ионных уравнений реакций; углубить понятие «переходный металл».
Обобщить, дополнить знания учащихся о способах получения оксидов; продолжить формирование понятий о свойствах и взаимосвязи основных классов неорганических соединений.
1. Оксиды – бинарные соединения, содержащие атомы кислорода со степенью окисления (-2):
Переоксиды – особая группа:
+1 -1 +1 -1 +1
Н2О2 Н – О – О – Н
+2 -1 +2 O -1
ВаО2 Ba
О-1
(–О–О–) пероксо-группа
Названия по IUPAC: латинский корень от названия более ЭО-элемента+ суфикс –ид; если данный элемент образует несколько оксидов – обязательно валентность в скобках.
Примеры:
N2O – оксид азота (I); исторические названия: закись озота (min валентность!); «веселящий газ» - название по свойствам.
NO – оксид азота (II); историческое название: окись азота.
N2O3 – оксид азота (III); историческое название: трехокись, триоксид – по составу; азотистый ангидрид – название по свойствам.
И далее: NO2, N2O5.
2. Классификация оксидов по свойствам
ОКСИДЫ
солеобразующие несолеобразующие
имеют соответствующие нет соответствующих
гидроксиды – гидроксидов;
по степени окисления нет общих свойств;
и характеру свойств специфические свойства
(3 группы) N2O, NO, CO, SiO
Основные Кислотные Амфотерные
им соответствуют им соответствуют им соответствуют
основания кислоты амфотерные гидроксиды
I-II групп V-VII групп II – III – IV групп
МеХОУ МеХОУ; НемХОУ МеХОУ
переходный металл переходный металл
+1
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
· N2O5 – HNO3 ZnO – Zn(OH)2
Можно доказать генетическую (родственную) связь оксидов и гидроксидов:
Na2O + H2O 2NaOH
CaO + H2O Ca(OH) 2
нерастворимые Cu(OH)2 CuO + H2O
основания CuO + H2O нет реакции
CrO3+H2O H2CrO4
N2O5 + H2O 2HNO3
H2SiO3 H2O + SiO2
Исключения H2O + SiO2 нет реакции
Zn(OH)2 tо ZnO + H2O
2Al(OH)3 tо Al2O3 + 3H2O
ZnO + H2O
Al2O3 + H2O
I. Опрос
а) Как изменяются свойства элементов по периоду и подгруппе, в связи с чем? Почему все элементы вставных декад – переходные металлы? В чем суть термина «переходность»? Как это вытекает из строения их атомов?
б) Между атомами каких элементов образуется ионная и ковалентная полярная связь? Почему четкой границы между этими видами связи не существует? Примеры соединений. Что такое «полярность» ковалентной связи», «степень ионизации ковалентной связи»? Что показывают эти величины?
Проследим изменение характера свойств оксидов по Периодической системе и сопоставим это с типом химической связи в их молекулах. Помним: кислород – это второй по ЭО элемент после фтора.
1. По периоду (II-й период):
+1 +2 +3 +4 +5 +2 -1
Li2O BeO B2O3 CO2 N2O5 O2 OF2
несолеобраз..
ЭО (элемента) – увеличивается,
·ЭО – уменьшается
уменьшается степень полярности связи.
сильноосновной амфот. слабокисотн. среднекислот. сильнокислотн.
LiOH Be(OH)2 H3BO3 (HBO2) H2CO3 HNO3
2. По подгруппе (I подгруппа, главная подгруппа):
Li2O Na2O K2O Rb2O Cs2O
ЭО (элемента) – уменьшается,
·ЭО – увеличивается усиливается степень ионности связи
3. Вывод: чем больше химическая связь в оксиде приближается к ионной, тем более вероятно, что это по характеру свойств основной оксид.
Оксиды с резким различием в полярности связи (и характере свойств) взаимодействуют между собой.
L2O + N2O5 --( LiNO3
основной кислотный
ковалентная
ионная связь малополярная связь
N2O5 + CO2
· нет реакции
кислотный кислотный Оксиды похожи и по
ковалентная ковалентная типу химической связи
малополярная связь средне полярная связь и по характеру свойств.
Металлы
характерные
(I, II группы, главные подгруппы)
Металлы
переходные
(III – IV группы, главные подгруппы + все Ме побочных подгрупп)
Неметаллы
основные МеХОУ
кислотные ЭХОУ
соотв. основания
соотв. кислоты
ионная связь
ковалентная полярная связь
ионная кристаллическая
решетка
молекулярная кристаллическая решетка
(исключение SiO2 -атомная
твердые нелетучие
тугоплавкие
летучие легкоплавкие
CO2,SO2 – газы
N2O3, SO3 – жидкости
P2O5, N2O5 – твердые ве-ва
(кроме SiO2 – твердое тугоплавкое нелетучее вещество
Химические свойства/ все оксиды – не электролиты
1. Взаимодействие с Н2О
Металлов
Неметаллов
Только оксиды Ме I, II групп главных подгрупп (им соответствуют щелочи)
Na2O + H2O 2NaOH
· _
Na2O + H2O 2Na+ + 2OH
а) образование нестойких кислот:
с оксидами CO2; SO2
CO2 + H2O H2CO3 (нет такой молекулы)
реально
_ 2-
CO2 + H2O H+ + HCO3 2H+ + CO3
Равновесная система – конденсация компонентов зависит от условий.
+6 +6
б) SO3 + H2O H2SO4
+ 2-
SO3 + H2O 2H + SO4
в) SiO2 + H2O
· исключение
г) двойные оксиды
+4 +5 +3
NO2 + H2O HNO3 + HNO2
Вряд ли можно говорить о соответствии этого оксида кислотам
+5 +5
Ангидриды - N2O5 HNO3
им соответствуют +3 +3
кислоты N2O3 HNO2
2. Взаимодействие с кислотами (НR)
МеО + HR МеR + H2O соль + H2O
(избыток соли – кислая соль)
CuO + 2H+ + SO2-4 = Cu2+ + SO42- + H2O
1 моль : 1 моль
CuO + 2H2SO4 Cu(HSO4)2 + H2O
1 : 2
Нет реакций
3. Взаимодействие с основаниями
Нет реакций
ЭО + МеОН МеR + H2O
раствор
(избыток кислотного оксида – кислая соль)
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
_ 2-
CO2 + 2OH CO2 + H2O
1моль : 2моль
CO2 +NaOH NaHCO3
1моль:1моль
4. Взаимодействие между оксидами
МеО + кислотный оксид
МеО + амфотерный оксид
ЭО + основной оксид
ЭО + амфотерный оксид
СaO + CO2 CaCO3
Амфотерные оксиды в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства, то есть имеют двойственный характер.
Соль+H2O оксид, гидроксид оксид, гидрокс оксид, гидроксид соль +H2O
Вода обладает двойственными свойствами: _
Н2О Н+ + ОН
(и кислотными: Н+, и основными: ОН–), поэтому с амфотерными оксидами не взаимодействует.
С основными и кислотными оксидами и гидроксидами взаимодействие будет тем лучше, чем более ярко выражен их характер. Это относится к соединениям металлов I и II групп главных подгрупп Периодической системы и характерных неметаллов.
1. ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O
ZnO + 2H+ Zn2+ + H2O
основные свойства
2. ZnO + 2NaOH + H2O Na2[Zn(OH)4]
комплексная соль
тетрагидроксоцинкат натрия
ZnO + 2Na+ + 2OH– + H2O 2Na+ + [Zn(OH)4]2–
кислотные
свойства
В реакциях получены две различные соли:
ZnCl2 Zn2+ + 2Cl–
Катион
и Na2[Zn(OH)4] 2Na+ + [Zn(OH)4]2–
Zn входит в состав аниона
Запомним! Амфотерным оксидам (и гидроксидам) соответствуют два вида солей, где переходный металл, образующий эти амфотерные соединения, находятся в катионной и анионной формах. Это еще одно доказательство переходности его свойств:
Простое Оксиды Соли
вещество: и гидроксиды
переходный Ме различного различных типов –
свойства металла характера, катионные
и неметалла свойств и анионные
Получение оксидов
1. Ме Нем
МеХЭУ НемХЭУ
Ме(ОН)n соль HnЭOm
2. Уточняем особенности взаимодействия:
А. MeXOУ
В. НeмXOУ
1) Au, Ag, Pt + O2
·
Al, Zn, Cr, Ni – оксидная пленка
(реакция с поверхностью)
2Zn + O2 2ZnO
щелочные металлы Ме + О2
пероксиды (кроме Li)
оксиды – в недостатке О2
2) Только для нерастворимых оснований:
Cu(OH)2 to CuO + H2O
1) галогены – не окисляются,
т.к.
·ЭО (Hal – О) – мала
2. Нестойкие кислоты:
H2CO3, H2SO3, H2SiO3(to), HClO, HIO3
+5 +5
2H I O3 I2O5 + H2O
получаются соответствующие ангидриды
(электронно-статические реакции)
Особый случай:
+5 +4
4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O (OBP!)
3) Разложение солей нестойких кислот:CaCO3 ---( CaO +CO2
Особый случай – нитраты:
до Mg Me(NO2)n + O2
Me(NO3)n (Mg – Cu) MeXOУ + NO2 + O2 OBP!
Me + NO2 + O2
NH4NO3 N2O + 2H2O
МеХОУ
В. НемХОУ
4) Обжиг сульфитов:
2CuS + 3O2 2CuO + 2SO2
4) Окисление большинства летучих
водородных соединений (кроме HHal)
SiH4 + 2O2 SiO2 + 2H2O
Домашнее задание ( 1урок)
1. Как осуществить превращения:
Pb S
PbS PbO PbCO3 б) BaSO3 SO2 H2S
Pb(OH)2 H2SO3
2. Всеми возможными способами получить оксиды MgO, FeO, CO2
3. Какие из приведенных оксидов будут взаимодействовать: а) с раствором гидроксида калия; б) с раствором хлороводородной кислоты?
а) SO2, SiO2, ZnO, MgO б) SO3, CaO, CuO, Cr2O3
Домашнее задание (2 урок)
1. Только из оксидов получить соли KMnO4, KClO3, Ba(NO2)2, Ca(ClO)2, NaClO4. Дать название оксидам.
2. Составить уравнения реакций в молекулярной и ионной форме:
Al(OH)3 Al2O3 Al2(SO4)3
Na[Al(OH)4]
3. Какое количество веществ (моль) соли образуют при полном взаимодействии оксида алюминия с 400 г 15%-ного раствора азотной кислоты?
4. Составить формулы оксидов переходных металлов: Cr (+2, +3, +6), Mn(+2, +3, +6, +7). Сделать выводы о характере их свойств, привести формулы соответствующих им гидроксидов.
3. Осуществить цепочку превращений Li Li2O LiOH Li2CO3 и вычислить массу исходного лития, зная, что в итоге получено 3,7 г карбоната лития.
Даны оксиды: MgO, Cl2O7, Na2O, SO3, Al2O3. Используя только эти вещества, получить все возможные соли, напишите уравнения этих реакций.
нет реакции
Валентность I-II
+1, +2
Валентность V-VII
+1, +2
соль
соль
Амфотерные оксиды
BeO, ZnO,Al2O3,
Cr2O3
1
1
+О2
+О2
3
4
НeмXOУ
MeXOУ
2
4
3
2
В
А
200o
to
Default Paragraph Font Table Normal
No List
Table Grid