Реакции неметаллов с водой примеры

Урок 28. Химические свойства воды

В уроке 28 «Химические свойства воды» из курса «Химия для чайников» узнаем о взаимодействии воды с различными веществами.

При обычных условиях вода является достаточно активным веществом по отношению к другим веществам. Это означает, что со многими из них она вступает в химические реакции.

Взаимодействие с оксидами неметаллов

Если струю газообразного оксида углерода(IV) CO₂ (углекислого газа) направить в воду, то часть его растворится в ней (рис. 109).

При этом в растворе протекает химическая реакция соединения, в результате которой образуется новое вещество — угольная кислота H₂CO₃:

На заметку: Собирая углекислый газ над водой, Дж. Пристли обнаружил, что часть газа растворяется в воде и придает ей приятный терпкий вкус. По сути дела, Пристли впервые получил напиток типа газированной, или содовой, воды.

Реакция соединения происходит также, если к воде прибавить твердый оксид фосфора(V) P₂O₅. При этом протекает химическая реакция с образованием фосфорной кислоты H₃PO₄ (рис. 110):

Испытаем растворы, полученные при взаимодействии CO₂ и P₂O₅ с водой, индикатором метиловым оранжевым. Для этого прибавим по 1—2 капли раствора индикатора к полученным растворам. Цвет индикатора изменится с оранжевого на красный, что говорит о присутствии кислот в растворах. Значит, при взаимодействии CO₂ и P₂O₅ с водой действительно образовались кислоты H₂CO₃ и H₃PO₄.

Оксиды, подобные CO₂ и P₂O₅, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты, относят к кислотным оксидам.

Кислотные оксиды — это оксиды, которым соответствуют кислоты.

Некоторые из кислотных оксидов и соответствующих им кислот приведены в таблице 11. Обратите внимание, что это оксиды элементов неметаллов. Как правило, оксиды неметаллов являются кислотными оксидами.

Взаимодействие с оксидами металлов

С оксидами металлов вода реагирует иначе, чем с оксидами неметаллов.

Исследуем взаимодействие оксида кальция CaO с водой. Для этого поместим в стакан с водой небольшое количество CaO и тщательно перемешаем. При этом протекает химическая реакция:

в результате которой образуется новое вещество Ca(OH)2, относящееся к классу оснований. Таким же образом реагируют с водой оксиды лития, натрия. При этом также образуются основания, например:

Подробнее с основаниями вы познакомитесь в следующем уроке. Оксиды металлов, которым соответствуют основания, называют основными оксидами.

Основные оксиды — это оксиды, которым соответствуют основания.

В таблице 12 приведены формулы некоторых основных оксидов и соответствующих им оснований. Заметьте, что, в отличие от кислотных оксидов, в состав основных оксидов входят атомы металлов. Большинство оксидов металлов — это основные оксиды.

Несмотря на то что каждому основному оксиду соответствует основание, не все основные оксиды взаимодействуют с водой, подобно CaO, образуя основания.

Взаимодействие с металлами

При обычных условиях активные металлы (K, Na, Ca, Ba и др.) бурно реагируют с водой:

В этих реакциях выделяется водород и образуются растворимые в воде основания.

Как химически активное вещество вода вступает в реакции со многими другими веществами, но об этом вы узнаете при дальнейшем изучении химии.

Краткие выводы урока:

1. Вода — химически активное вещество. Она вступает в реакции с кислотными и основными оксидами, активными металлами.
2. При взаимодействии воды с большинством кислотных оксидов образуются соответствующие кислоты.
3. Некоторые основные оксиды при реакции с водой образуют растворимые основания.
4. При обычных условиях вода реагирует с наиболее активными металлами. При этом образуются растворимые основания и водород.

Надеюсь урок 28 «Химические свойства воды» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Все химические реакции, которые необходимы для успешной сдачи ОГЭ

Правило 1.1. Взаимодействие простых веществ (металлов и неметаллов) с водой

1) Щелочные (Li-Fr) и щелочноземельные (Ca-Ra) металлы взаимодействуют с водой при комнатной температуре с образованием щелочи (растворимого основания) и выделением водорода. Например:

2) Магний также взаимодействует с водой, но при сильном нагревании и с образованием нерастворимого гидроксида:

3) Алюминий реагирует с водой, но только если убрать оксидную пленку:

4) Металлы, находящиеся в ряду активности от Zn (включительно) до Pb (включительно), взаимодействуют с парами воды (т.е. при температуре выше 100°С), при этом образуются оксиды соответствующих металлов и водород:

5) Металлы, стоящие в ряду активности правее водорода, с водой не взаимодействуют даже при нагревании.

Cu + H₂O → реакция не идет.

6) Из неметаллов с водой реагируют галогены, C и Si при высоких температурах:

Правило 1.2. Взаимодействие оксидов с водой

1) Основные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с водой при комнатной температуре с образованием соответствующих щелочей:

2) Амфотерные оксиды не реагируют с водой и не растворяются в ней.

ZnO + H₂O → реакция не идет.

3) Кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующих кислот: P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Только в случае NO₂ образуются две кислоты:

2NO₂ + H₂O → HNO₂ + HNO₃ и, как следствие, при взаимодействии с щелочами образуются две соли (нитраты и нитриты соответствующего металла):

SiO₂ + H₂O → реакция не идет.

Источник

Степень окисления в неорганической химии

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

2. Неметалл + неметалл = бинарное соединение.

Чаще всего неметаллы реагируют с другими неметаллами при нагревании, образуя бинарные соединения (неметалл с более низкой электроотрицательностью выступает как восстановитель, с более высокой – как окислитель). Исключение составляют реакции между галогенами (кроме F 2 ) и кислородом, поэтому оксиды галогенов получают косвенными способами. F 2 , как самый активный неметалл, при обычных условиях реагирует со всеми неметаллами (с Н 2 со взрывом).

F 2 + H 2 = 2HF (так же с Н 2 реагируют Cl 2 , Br 2 и I 2 ), F 2 + O 2 = O 2 F 2 ,

2H 2 + O 2 = 2H 2 O, H 2 + S = H 2 S,

2S + C = CS 2 , S + O 2 = SO 2 ,

2C + O 2 (недост.) = 2CO, C + O 2 (изб.) = CO 2 ,

2P + 3Cl 2 (недост.) = 2PCl 3, 2P + 5Cl 2 (изб.) = 2PCl 5 ,

4P + 3O 2 (недост.) = 2P 2 O 3 , 4P+ 5O 2 (изб.) = 2P 2 O 5 ,

3. Металл (в ряду напряжений до Al) + H 2 O = гидроксид + H 2 .

Металл (в ряду напряжений от Мn до H 2 ) + H 2 O оксид + H 2 .

Металл (в ряду напряжений после H 2 ) + H 2 O (нет реакции).

Металлы, стоящие в ряду напряжений по Al включительно, взаимодействуют с водой при обычных условиях, образуя гидроксид металла и водород (Mg реагирует при нагревании, Al – при снятии плотной пленки оксида Al 2 O 3 , Be с водой не взаимодействует). Например:

2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2 .

Металлы, стоящие в ряду напряжений от Al до Н 2 , взаимодействуют с перегретым паром, образуя водород и оксид металла:

3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2 , 2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2 .

Металлы, стоящие в ряду напряжений после Н 2 , с водой не взаимодействуют:

Cu + H 2 O (нет реакции).

4. Неметалл + вода.

При обычных условиях с водой взаимодействует только F 2 . При этом образуется cложная смесь веществ, т.к. выделяющийся атомарный кислород обладает высокой химической активностью:

F 2 + H 2 O = 2HF + O (H 2 O + O = H 2 O 2 , O + O 2 = O 3 , O + F 2 = OF 2 ).

Частично с водой взаимодействуют Cl 2 и Br 2 , однако равновесие этих реакций сильно смещено влево:

Cl 2 + H 2 O HCl + HСlO, Br 2 + H 2 O HBr + HBrO.

Иногда этими реакциями пренебрегают, считая, что имеют дело с растворами Cl 2 и Br 2 в воде – хлорной и бромной водой.

При высокой температуре некоторые неметаллы реагируют с водяным паром:

С + H 2 O = CO + H 2 , Si + 2H 2 O = SiO 2 + 2H 2 .

Взаимодействие металлов и неметаллов с другими соединениями будет изучено позже.

П р о в е р ь с е б я

Упражнение 1. Стрелками отметь результаты взаимодействия воды с металлами.

Упражнение 2. Закончи уравнения реакций:

Упражнение 3. Определи, о каких элементах идет речь:

а) элемент А – жидкий при н.у. металл . ;

б) неметалл Б при взаимодействии с водяным паром образует песок . ;

в) элемент В образует два газообразных простых вещества . ;

г) элемент Г образует самое легкое газообразное при н. у. простое вещество . ;

д) оксид элемента Д – самый распространенный на Земле . .

Упражнение 4. Составь уравнения реакций согласно схемам (в отдельной тетради):

а) С H 2 NaH H 2 H 2 O KOH;

б) Cl 2 HCl H 2 H 2 O HCl;

в) N 2 Ca 3 N 2 NH 3 .

Упражнение 5. По схемам реакций определи вещества A, В и С (А и В – простые, т.е. состоят из атомов одного элемента):

A + B H 2 O, B + Cl 2 C. . .

7.1. Kлассификация оксидов

Оксиды – соединения атомов двух элементов, один из которых кислород в степени окисления –2.

В оксидах атомы кислорода связаны только с атомами другого элемента и не связаны друг с другом. Соединения, содержащие в своем составе непосредственно связанные друг с другом атомы кислорода (–О–О–), называют пероксидами .

Не образуют оксидов только Hе, Ne, Аr и F. Различают высшие оксиды , в которых атом элемента проявляет высшую степень окисления (обычно равна номеру группы, в которой находится элемент), и низшие оксиды – те, в которых атом элемента проявляет низшую степень окисления. Оксиды, содержащие атомы элемента в разных степенях окисления, называют двойными, например:

Fe 3 O 4 FeO•Fe 2 O 3 , Mn 3 O 4 MnO•Mn 2 O 3 , Pb 2 O 3 PbO•PbO 2 .

По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие (образуют соли при взаимодействии с кислотами и/или щелочами) и несолеобразующие (не образуют солей, безразличны к кислотам и щелочам; к ним относятся СO, NO, N 2 O, SiO, S 2 O).

Многие солеобразующие оксиды присоединяют воду. Этот процесс называется гидратацией, а его продукты – гидратами оксидов, или гидроксидами (содержат одну или несколько гидроксигрупп –ОН).

Некоторые оксиды с водой не взаимодействуют, их гидроксиды можно получить косвенным путем.

Оксид и гидроксид соответствуют друг другу, если содержат один и тот же элемент с одной и той же степенью окисления атома.

Солеобразующие оксиды разделяют на осн о вные, кислотные и амфотерные в зависимости от типа соответствующего гидроксида. Kислотно-осн о вные свойства родственных оксидов и гидроксидов (Na 2 O и NaOH, SO 3 и H 2 SO 4 ) cовпадают.

Основными называют оксиды, которым соответствуют гидроксиды – основания.

Kислотными называют оксиды, которым соответствуют гидроксиды – кислоты.

Амфотерными называют оксиды, которым соответствуют амфотерные гидроксиды.

Неметаллы образуют только кислотные и несолеобразующие оксиды; металлы образуют все осн о вные, все амфотерные и некоторые кислотные оксиды. Многие металлы побочных подгрупп, имеющие в соединениях переменную с.о. атомов, могут образовывать несколько оксидов и гидроксидов, характер которых зависит от с.о. атома элемента. С ростом степени окисления атома элемента его электроотрицательность растет. Соответственно растут неметаллические свойства элемента, а также кислотные свойства его оксида и гидроксида.

Оксиды металлов в с.о. атомов +1 (Na 2 O, K 2 O и др.), а также большинство оксидов металлов в с.о. атомов +2 (FeO, MgO и др.) являются осн о вными. Исключения: BeO, ZnO, PbO, SnO – амфотерные. Большинство оксидов металлов в с.о. атомов +3 и +4 – амфотерные (Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SnO 2 , PbO 2 и др.). Оксиды металлов в с.о. атомов +5, +6, +7, +8 – кислотные (Mn 2 O 7 , CrO 3 , Sb 2 O 5 и др.) (схема 1).

П р о в е р ь с е б я

Упражнение 1. Выбери из списка формулы оксидов, назови их и составь их графические формулы (в оксидах число связей Э–О равно с.о. атома элемента, связей О–О нет):

H 2 O, CO 2 , As 2 O 3 , P 2 O 5 , SO 2 , OF 2 , H 2 O 2 , I 2 O 7 ,

HClO, SO 3 , Na 2 O 2 , KO 2 , KO 3 , P 4 O 6 , P 4 O 10 , СO.

Упражнение 2. Составь графические формулы веществ:

углекислый газ, угарный газ, веселящий газ, негашеная известь, глинозем, жженая магнезия, кремнезем, сернистый газ.

Упражнение 3. Не обращаясь к периодической системе (ПС), определи, в какой группе находятся химические элементы, образующие высшие оксиды:

PbO 2 – ………. , Sb 2 O 5 – ………. , TeO 3 – ………. ,

Mn 2 O 7 – ………. , OsO 4 – ………. , Sc 2 O 3 – ………. .

Упражнение 4. Составь формулы высших оксидов элементов с порядковыми номерами 14, 34, 41, 75, 33, 50, 40, назови их и определи их характер (основный, кислотный, амфотерный, несолеобразующий).

Упражнение 5. Изобрази графические формулы и укажи характер оксидов:

а) азота со степенями окисления атома +1, +2, +3, +5;

б) хлора со степенями окисления атома +1, +3, +5, +7;

в) марганца со степенями окисления атома +2, +3, +4, +7.

Упражнение 6. Составь формулы и укажи характер высших оксидов всех элементов: а) VIа группы ПС; б) 3-го периода ПС. Kакая существует закономерность в изменении свойств высших оксидов элементов одного периода?

Упражнение 7. Определи элементы по следующим данным:

а) элемент 3-го периода, высший оксид – Э 2 О 5 , ……………………. ;

б) элемент 2-го периода, высший оксид – ЭО 2 , …………………….. ;

в) элемент V группы ПС, образует высший оксид, в котором суммарное число протонов в молекуле меньше 80, а суммарное число электронов больше 55, …………………. ;

г) элемент Х образует два бинарных соединения с кислородом, ни одно из которых оксидом не является, …………………. ;

д) элемент Y образует два газообразных оксида (с.о. равны +2 и +4), один из них – несолеобразующий …………………….. ;

е) элемент Z в виде простого вещества входит в состав земной атмосферы, образует два несолеобразующих оксида и несколько солеобразующих …………………………. .

Упражнение 8. Используя литературные источники, определи агрегатное состояние, цвет и летучесть следующих оксидов:

SO 2 , SO 3 , NO 2 , N 2 O 3 , N 2 O 5 , Cl 2 O, Cl 2 O 7 , HgO, WO 3 , Mn 2 O 7 , MnO 2 ,

Fe 2 O 3 , FeO, Cr 2 O 3 , CrO 3 , ZnO, CuO, Cu 2 O, SnO 2 , P 2 O 3 , P 2 O 5 .

7.2. Оксиды и соответствующие им гидроксиды

Программа деятельности № 4
«Составление формулы оксида, соответствующего гидроксиду»

1) Определи степень окисления атома элемента в гидроксиде

2) Составь формулу оксида элемента с найденной степенью окисления атома (с.о. атома кислорода в оксиде равна –2)

Программа деятельности № 5
«Составление формулы гидроксида, соответствующего оксиду»

Программа деятельности № 6
«Составление графической формулы гидроксида»*

* Для гидроксидов, в составе которых один атом «гидроксидобразующего» элемента.

7.3. Несолеобразующие оксиды

Несолеобразующие оксиды (СO, NO, N 2 O, SiO, S 2 O) в химические реакции вступают редко, они безразличны к кислотам и щелочам и не имеют соответствующих гидроксидов. Наибольший интерес представляет СО, который при высокой температуре восстанавливает многие металлы и неметаллы из их оксидов.

CO + CuO = Cu + CO 2 , 4CO + Fe 3 O 4 = 3Fe + 4CO 2 ,

CO + H 2 O H 2 + CO 2 , 5CO + P 2 O 5 = 2P + 5CO 2 .

П р о в е р ь с е б я

Упражнение 1. Составь графические формулы оксидов, соответствующих гидроксиду:

а) HNO 3 ; б) H 4 P 2 O 7 ; в) Cr(OH) 3 ; г) H 2 Cr 2 O 7 ; д) HNO 2 ; е) H 2 SO 3 .

Упражнение 2. Составь графические формулы гидроксидов, соответствующих оксиду:

а) N 2 O 3 ; б) P 2 O 5 ; в) NO 2 ; г) BeO; д) CrO 3 ; е) CO; ж) СO 2 ; з) Co 2 O 3 ; и) Cl 2 O 7 .

Упражнение 3. Заполни таблицу, составь формулы оксидов, гидроксидов и солей, соответствующих друг другу (кислота и соответствующая ей соль имеют одинаковый кислотный остаток; основание и соответствующая ему соль имеют одинаковый катион).

Источник