ГДЗ по Химии 8 Класс Страницы 174-176 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

2. Классификация оксидов

3. Химические свойства основных и кислотных оксидов.

Часть II

1. Основание образуется при взаимодействии с водой оксида, формула которого:
1) Fe₂O₃
2) CuO
3) CaO
4) FeO

Ответ.
Запишите уравнение реакции.

2. С гидроксидом натрия реагирует:
1) CaO
2) N₂O
3) SiO₂
4) P₂O₅

Ответ.

Составьте уравнения возможных реакций.
1) молекулярное уравнение
__________________________________________________
полное ионное уравнение
__________________________________________________
сокращённое ионное уравнение
__________________________________________________

2) молекулярное уравнение
__________________________________________________
полное ионное уравнение
__________________________________________________
сокращённое ионное уравнение
__________________________________________________

3. С соляной кислотой реагирует:
1) оксид железа (III)
2) оксид серы (VI)
3) оксид кремния (IV)
4) оксид меди (II)

Ответ.
__________________________________________________

Составьте уравнения возможных реакций.
1) молекулярное уравнение
__________________________________________________
полное ионное уравнение
__________________________________________________
сокращённое ионное уравнение
__________________________________________________

2) молекулярное уравнение
__________________________________________________
полное ионное уравнение
__________________________________________________
сокращённое ионное уравнение
__________________________________________________

Вопрос 2

Основным оксидам М в с.о. +1 и +2 соответствуют основания:
1) Na₂O → NaOH
2) CaO → Ca(OH)₂
3) MgO → Mg(OH)₂
4) Li₂O → LiOH
5) BaO → Ba(OH)₂
6) K₂O → KOH

Кислотным оксидам НМ соответствуют КИСЛОТЫ:
1) N₂O₅ → HNO₃
2) N₂O₃ → HNO₂
3) SO₂ → H₂SO₃
4) SO₃ → H₂SO₄
5) P₂O₅ → H₃PO₄
6) SiO₂ → H₂SiO₃

Вопрос 3

Часть II

Вопрос 1

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Ответ: 3

Вопрос 2

Ответ: 3, 4.

6NaOH + P₂O₅ → 2Na₃PO₄ + 3H₂O
6Na⁺ + 6OH⁻ + P₂O₅ → 6Na⁺ + 2PO₄³⁻ + 3H₂O
6OH⁻ + P₂O₅ → 2PO₄³⁻ + 3H₂O

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O
2Na⁺ + 2OH⁻ + SiO₂ → 2Na⁺ + SiO₃²⁻ + H₂O
2OH⁻ + SiO₂ → SiO₃²⁻ + H₂O

Вопрос 3

Ответ: 1, 4.

6HCl + Fe₂O₃ → 2FeCl₃ + 3H₂O
6H⁺ + 6Cl⁻ + Fe₂O₃ → 2Fe³⁺ + 6Cl⁻ + 3H₂O
6H⁺ + Fe₂O₃ → 2Fe³⁺ + 3H₂O

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
2H⁺ + 2Cl⁻ + CuO → Cu²⁺ + 2Cl⁻ + H₂O
2H⁺ + CuO → Cu²⁺ + H₂O

Вопрос 2

Оксиды можно классифицировать по их химическим свойствам и способности образовывать соли.

Выделяют две основные группы:

1. Несолеобразующие оксиды:

Определение: Это оксиды, которые не образуют солей при взаимодействии с кислотами, щелочами или водой. Они не проявляют ни кислотных, ни основных свойств в реакциях солеобразования. Их химическая природа часто считается «нейтральной» в контексте кислотно-основных реакций.

Примеры:

• SO (оксид серы(II))
• NO (оксид азота(II), оксид азота)
• N₂O (оксид азота(I), веселящий газ)

2. Солеобразующие оксиды:

Определение: Это оксиды, которые способны образовывать соли при взаимодействии с соответствующими реагентами (кислотами, основаниями или другими оксидами). Эта группа, в свою очередь, делится на три подгруппы:

Основные оксиды:

Определение: Это оксиды металлов, которым соответствуют основания (гидроксиды металлов). Как правило, это оксиды металлов в низших степенях окисления (+1, +2), например, оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Они проявляют основные свойства.

Примеры:

• CaO (оксид кальция)
• BaO (оксид бария)
• Na₂O (оксид натрия)
• K₂O (оксид калия)
• MgO (оксид магния)

Амфотерные оксиды:

Определение: Это оксиды, которые проявляют как кислотные, так и основные свойства, в зависимости от условий реакции и природы реагента. Они могут реагировать как с сильными кислотами (проявляя основные свойства), так и с сильными щелочами (проявляя кислотные свойства), образуя соли.

Примеры:

• ZnO (оксид цинка)
• Al₂O₃ (оксид алюминия)
• Cr₂O₃ (оксид хрома(III))
• PbO (оксид свинца(II))
• SnO₂ (оксид олова(IV))

Кислотные оксиды:

Определение: Это оксиды неметаллов или оксиды металлов в высоких степенях окисления (обычно +5, +6, +7), которым соответствуют кислоты. Они проявляют кислотные свойства.

Примеры:

• SO₃ (оксид серы(VI))
• N₂O₅ (оксид азота(V))
• CO₂ (оксид углерода(IV))
• P₂O₅ (оксид фосфора(V))
• SiO₂ (оксид кремния(IV))
• CrO₃ (оксид хрома(VI) – пример кислотного оксида металла в высокой степени окисления)

Соответствие оксидов гидроксидам (основаниям) и кислотам:

Каждому солеобразующему оксиду (за исключением некоторых амфотерных и кремниевой кислоты) соответствует определенный гидроксид (основание или кислота), который можно получить при взаимодействии оксида с водой (если реакция идет).

Основным оксидам металлов в степени окисления +1 и +2 соответствуют основания:
1. Na₂O (оксид натрия) → NaOH (гидроксид натрия)
2. CaO (оксид кальция) → Ca(OH)₂ (гидроксид кальция)
3. MgO (оксид магния) → Mg(OH)₂ (гидроксид магния)
4. Li₂O (оксид лития) → LiOH (гидроксид лития)
5. BaO (оксид бария) → Ba(OH)₂ (гидроксид бария)
6. K₂O (оксид калия) → KOH (гидроксид калия)

Кислотным оксидам неметаллов (или металлов в высокой степени окисления) соответствуют КИСЛОТЫ:
1. N₂O₅ (оксид азота(V)) → HNO₃ (азотная кислота)
2. N₂O₃ (оксид азота(III)) → HNO₂ (азотистая кислота)
3. SO₂ (оксид серы(IV)) → H₂SO₃ (сернистая кислота)
4. SO₃ (оксид серы(VI)) → H₂SO₄ (серная кислота)
5. P₂O₅ (оксид фосфора(V)) → H₃PO₄ (фосфорная кислота)
6. SiO₂ (оксид кремния(IV)) → H₂SiO₃ (кремниевая кислота)
Примечание: SiO₂ не реагирует с водой напрямую, но H₂SiO₃ является соответствующей кислотой.

Вопрос 3

Химические свойства оксидов определяются их принадлежностью к определенному классу. Понимание этих свойств критически важно для прогнозирования химических реакций.

Основные оксиды

Основные оксиды – это, как правило, оксиды металлов с низкой степенью окисления (+1, +2), которым соответствуют основания. Они проявляют основные свойства, то есть способны реагировать с кислотами или кислотными оксидами.

1. Взаимодействие с кислотами:

Принцип: Основные оксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду. Это классическая реакция нейтрализации, где основный оксид действует как основание.

Пример: Оксид натрия (Na₂O) – это типичный основной оксид, а азотная кислота (HNO₃) – сильная кислота.

Молекулярное уравнение:
Na₂O(тв) + 2HNO₃(р-р) → 2NaNO₃(р-р) + H₂O(ж)

Объяснение: Твердый оксид натрия реагирует с раствором азотной кислоты, образуя растворимую соль нитрат натрия и воду.

Полное ионное уравнение:
Na₂O(тв) + 2H⁺(р-р) + 2NO₃⁻(р-р) → 2Na⁺(р-р) + 2NO₃⁻(р-р) + H₂O(ж)

Объяснение: В полном ионном уравнении мы записываем все сильные электролиты (растворимые соли, сильные кислоты, сильные основания) в виде ионов. Na₂O – это твердый оксид, который не диссоциирует в растворе, поэтому он записывается в молекулярной форме. Азотная кислота (HNO₃) – сильная кислота, полностью диссоциирует на ионы H⁺ и NO₃⁻. Нитрат натрия (NaNO₃) – растворимая соль, полностью диссоциирует на ионы Na⁺ и NO₃⁻. Вода (H₂O) – слабый электролит, записывается в молекулярной форме.

Сокращенное ионное уравнение:
Na₂O(тв) + 2H⁺(р-р) → 2Na⁺(р-р) + H₂O(ж)

Объяснение: Сокращенное ионное уравнение получается путем удаления «ионов-зрителей» (тех ионов, которые не участвуют в химической реакции и остаются неизменными по обе стороны уравнения). В данном случае, ион NO₃⁻ является ионом-зрителем. Это уравнение показывает, что суть реакции заключается во взаимодействии оксида натрия с ионами водорода (протонами) из кислоты.

2. Взаимодействие с кислотными оксидами:

Принцип: Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, образуя соль. Эта реакция часто происходит при нагревании и является примером образования соли из двух оксидов.

Пример: Оксид кальция (CaO) – основной оксид, оксид кремния(IV) (SiO₂) – кислотный оксид.

Молекулярное уравнение:
CaO(тв) + SiO₂(тв) → CaSiO₃(тв)

Объяснение: При нагревании оксид кальция реагирует с твердым оксидом кремния, образуя силикат кальция. Это реакция, характерная для производства стекла и цемента. Ионные уравнения для таких реакций обычно не записывают, так как все реагенты и продукты являются твердыми веществами и не диссоциируют в растворе.

3. Взаимодействие с водой:

Принцип: Некоторые основные оксиды (особенно оксиды щелочных и щелочноземельных металлов) реагируют с водой, образуя щелочи (растворимые основания).

Пример: Оксид бария (BaO) – основной оксид.

Молекулярное уравнение:
BaO(тв) + H₂O(ж) → Ba(OH)₂(р-р)

Объяснение: Оксид бария активно реагирует с водой, образуя гидроксид бария, который является растворимым основанием (щелочью).

Важное примечание: Не все основные оксиды реагируют с водой. Например, оксиды железа (Fe₂O₃, FeO) или оксид меди (CuO) не реагируют с водой, потому что соответствующие им гидроксиды (Fe(OH)₃, Fe(OH)₂, Cu(OH)₂) являются нерастворимыми и не могут быть получены таким способом.

Кислотные оксиды

Кислотные оксиды – это, как правило, оксиды неметаллов или оксиды металлов в высоких степенях окисления (+5, +6, +7), которым соответствуют кислоты. Они проявляют кислотные свойства, то есть способны реагировать с основаниями или основными оксидами.

1. Взаимодействие с щелочами:

Принцип: Кислотные оксиды реагируют с щелочами (растворимыми основаниями), образуя соль и воду. Это также реакция нейтрализации, где кислотный оксид действует как кислота.

Пример: Оксид азота(V) (N₂O₅) – кислотный оксид, гидроксид калия (KOH) – щелочь.

Молекулярное уравнение:
N₂O₅(г) + 2KOH(р-р) → 2KNO₃(р-р) + H₂O(ж)

Объяснение: Газообразный оксид азота(V) реагирует с раствором гидроксида калия, образуя растворимую соль нитрат калия и воду.

Полное ионное уравнение:
N₂O₅(г) + 2K⁺(р-р) + 2OH⁻(р-р) → 2K⁺(р-р) + 2NO₃⁻(р-р) + H₂O(ж)

Объяснение: N₂O₅ – это газообразный оксид, который не диссоциирует. KOH – сильное основание, диссоциирует на K⁺ и OH⁻. KNO₃ – растворимая соль, диссоциирует на K⁺ и NO₃⁻. Вода – слабый электролит.

Сокращенное ионное уравнение:
N₂O₅(г) + 2OH⁻(р-р) → 2NO₃⁻(р-р) + H₂O(ж)

Объяснение: Ион K⁺ является ионом-зрителем. Это уравнение показывает, что оксид азота(V) реагирует с гидроксид-ионами.

2. Взаимодействие с основными оксидами:

Принцип: Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами, образуя соль.

Пример: Оксид серы(VI) (SO₃) – кислотный оксид, оксид калия (K₂O) – основной оксид.

Молекулярное уравнение:
SO₃(г) + K₂O(тв) → K₂SO₄(тв)

Объяснение: Газообразный оксид серы(VI) реагирует с твердым оксидом калия, образуя сульфат калия. Ионные уравнения для таких реакций обычно не записывают, так как реагенты и продукты могут быть твердыми веществами.

3. Взаимодействие с водой:

Принцип: Многие кислотные оксиды реагируют с водой, образуя кислоты.

Пример: Оксид фосфора(V) (P₂O₅) – кислотный оксид.

Молекулярное уравнение:
P₂O₅(тв) + 3H₂O(ж) → 2H₃PO₄(р-р)

Объяснение: Твердый оксид фосфора(V) активно реагирует с водой, образуя фосфорную кислоту.

Важное примечание: Не все кислотные оксиды реагируют с водой. Например, оксид кремния(IV) (SiO₂) не реагирует с водой напрямую, хотя ему соответствует кремниевая кислота (H₂SiO₃).

Часть II

Вопрос 1

Основание образуется при взаимодействии с водой оксида, формула которого:
1) Fe₂O₃
2) CuO
3) CaO
4) FeO

Ответ: 3) CaO

Чтобы при взаимодействии оксида с водой образовалось основание, оксид должен быть основным и, что очень важно, соответствующее ему основание должно быть растворимым или малорастворимым в воде (т.е. способным образовываться в водной среде).

Рассмотрим каждый вариант:

1) Fe₂O₃ (оксид железа(III)): Это основной оксид, но соответствующий ему гидроксид Fe(OH)₃ является нерастворимым в воде. Поэтому Fe₂O₃ не реагирует с водой с образованием Fe(OH)₃.

2) CuO (оксид меди(II)): Это основной оксид. Соответствующий ему гидроксид Cu(OH)₂ также нерастворим в воде. Поэтому CuO не реагирует с водой.

3) CaO (оксид кальция): Это основной оксид. Соответствующий ему гидроксид Ca(OH)₂ (гидроксид кальция, или гашеная известь) является малорастворимым основанием (щелочью). CaO активно реагирует с водой, выделяя тепло.

Уравнение реакции:
CaO(тв) + H₂O(ж) → Ca(OH)₂(р-р)

Объяснение: Эта реакция называется «гашением извести». Образуется раствор, который является основанием.

4) FeO (оксид железа(II)): Это основной оксид. Соответствующий ему гидроксид Fe(OH)₂ является нерастворимым в воде. Поэтому FeO не реагирует с водой.

Таким образом, только CaO образует основание при взаимодействии с водой.

Вопрос 2

С гидроксидом натрия реагирует:
1) CaO
2) N₂O
3) SiO₂
4) P₂O₅

Ответ: 3) SiO₂ и 4) P₂O₅

Гидроксид натрия (NaOH) – это сильное основание, часто называемое щелочью, поскольку он хорошо растворим в воде и полностью диссоциирует на ионы Na⁺ и OH⁻. В химии действует общее правило: основания реагируют с кислотами или кислотными оксидами. Это реакции нейтрализации, в результате которых обычно образуется соль и вода.

Рассмотрим каждый из предложенных оксидов:

1) CaO (оксид кальция):

Классификация: Это основной оксид. Он образован металлом (кальцием) в низкой степени окисления (+2) и соответствует основанию Ca(OH)₂.

Реакция с NaOH: Основные оксиды проявляют основные свойства. Гидроксид натрия также является основанием. В химии вещества с одинаковыми кислотно-основными свойствами (основание с основанием) не реагируют друг с другом в классическом смысле нейтрализации.

Поэтому CaO не будет реагировать с NaOH.

2) N₂O (оксид азота(I)):

Классификация: Это несолеобразующий оксид. Такие оксиды, как N₂O (оксид азота(I)), NO (оксид азота(II)), CO (оксид углерода(II)), не проявляют ни кислотных, ни основных свойств.

Реакция с NaOH: По определению, несолеобразующие оксиды не реагируют ни с кислотами, ни с основаниями, ни с водой с образованием солей. Поэтому N₂O не будет реагировать с NaOH.

3) SiO₂ (оксид кремния(IV)):

Классификация: Это кислотный оксид. Он образован неметаллом (кремнием) и соответствует слабой кремниевой кислоте (H₂SiO₃).

Реакция с NaOH: Поскольку SiO₂ является кислотным оксидом, он реагирует с основанием (NaOH). Эта реакция является примером взаимодействия кислотного оксида с щелочью, в результате которого образуется соль (силикат натрия) и вода.

Уравнение реакции:
2NaOH(р-р) + SiO₂(тв) → Na₂SiO₃(р-р) + H₂O(ж)

Полное ионное уравнение:
2Na⁺(р-р) + 2OH⁻(р-р) + SiO₂(тв) → 2Na⁺(р-р) + SiO₃²⁻(р-р) + H₂O(ж)

Сокращенное ионное уравнение:
2OH⁻(р-р) + SiO₂(тв) → SiO₃²⁻(р-р) + H₂O(ж)

Дополнительное объяснение: Эта реакция обычно требует нагревания или сплавления, особенно если SiO₂ находится в форме песка, так как SiO₂ является очень прочным и химически инертным веществом при обычных условиях. Образующийся силикат натрия (Na₂SiO₃) является растворимой солью.

4) P₂O₅ (оксид фосфора(V)):

Классификация: Это кислотный оксид. Он образован неметаллом (фосфором) в высокой степени окисления (+5) и соответствует сильной фосфорной кислоте (H₃PO₄).

Реакция с NaOH: Как и SiO₂, P₂O₅ является кислотным оксидом, и поэтому он активно реагирует с основанием (NaOH). Это также реакция нейтрализации, приводящая к образованию соли (фосфата натрия) и воды.

Уравнение реакции:
6NaOH(р-р) + P₂O₅(тв) → 2Na₃PO₄(р-р) + 3H₂O(ж)

Полное ионное уравнение:
6Na⁺(р-р) + 6OH⁻(р-р) + P₂O₅(тв) → 6Na⁺(р-р) + 2PO₄³⁻(р-р) + 3H₂O(ж)

Сокращенное ионное уравнение:
6OH⁻(р-р) + P₂O₅(тв) → 2PO₄³⁻(р-р) + 3H₂O(ж)

Дополнительное объяснение: P₂O₅ очень гигроскопичен и активно реагирует с водой (образуя H₃PO₄), а затем эта кислота реагирует с NaOH. В данном случае, P₂O₅ напрямую реагирует с NaOH, образуя фосфат натрия, который является хорошо растворимой солью.

Таким образом, только кислотные оксиды SiO₂ и P₂O₅ реагируют с гидроксидом натрия.

Вопрос 3

С соляной кислотой реагирует:
1) оксид железа (III)
2) оксид серы (VI)
3) оксид кремния (IV)
4) оксид меди (II)

Ответ: 1) оксид железа (III) и 4) оксид меди (II)

Соляная кислота (HCl) – это сильная кислота, которая полностью диссоциирует в водном растворе на ионы H⁺ и Cl⁻. В химии действует правило: кислоты реагируют с основаниями, основными оксидами или амфотерными оксидами.

Рассмотрим каждый из предложенных оксидов:

1) Оксид железа (III) (Fe₂O₃):

Классификация: Это амфотерный оксид. Амфотерные оксиды – это оксиды, которые способны проявлять как основные, так и кислотные свойства в зависимости от того, с чем они реагируют. Они реагируют как с сильными кислотами, так и с сильными основаниями.

Реакция с HCl: Поскольку Fe₂O₃ проявляет основные свойства в реакции с кислотами, он будет реагировать с соляной кислотой. Это типичная реакция кислотно-основного взаимодействия, приводящая к образованию соли (хлорида железа(III)) и воды.

Уравнение реакции:
Fe₂O₃(тв) + 6HCl(р-р) → 2FeCl₃(р-р) + 3H₂O(ж)

Полное ионное уравнение:
Fe₂O₃(тв) + 6H⁺(р-р) + 6Cl⁻(р-р) → 2Fe³⁺(р-р) + 6Cl⁻(р-р) + 3H₂O(ж)

Сокращенное ионное уравнение:
Fe₂O₃(тв) + 6H⁺(р-р) → 2Fe³⁺(р-р) + 3H₂O(ж)

Дополнительное объяснение: Хлорид железа(III) (FeCl₃) – это растворимая соль, что подтверждает протекание реакции.

2) Оксид серы (VI) (SO₃):

Классификация: Это кислотный оксид. Он соответствует сильной серной кислоте (H₂SO₄).

Реакция с HCl: SO₃ проявляет кислотные свойства. Соляная кислота (HCl) также является кислотой.

Вещества с одинаковыми кислотно-основными свойствами (кислота с кислотой) не реагируют друг с другом. Поэтому SO₃ не будет реагировать с HCl.

3) Оксид кремния (IV) (SiO₂):

Классификация: Это кислотный оксид. Он соответствует слабой кремниевой кислоте (H₂SiO₃).

Реакция с HCl: По той же причине, что и SO₃, SiO₂ является кислотным оксидом и не будет реагировать с другой кислотой (HCl). SiO₂ химически очень инертен и нерастворим в большинстве кислот, за исключением плавиковой кислоты (HF), с которой он реагирует по особому механизму.

4) Оксид меди (II) (CuO):

Классификация: Это основной оксид. Он образован металлом (медью) в низкой степени окисления (+2) и соответствует нерастворимому основанию Cu(OH)₂.

Реакция с HCl: Поскольку CuO является основным оксидом, он реагирует с кислотой (HCl). Это также реакция нейтрализации, в результате которой образуется соль (хлорид меди(II)) и вода.

Уравнение реакции:
CuO(тв) + 2HCl(р-р) → CuCl₂(р-р) + H₂O(ж)

Полное ионное уравнение:
CuO(тв) + 2H⁺(р-р) + 2Cl⁻(р-р) → Cu²⁺(р-р) + 2Cl⁻(р-р) + H₂O(ж)

Сокращенное ионное уравнение:
CuO(тв) + 2H⁺(р-р) → Cu²⁺(р-р) + H₂O(ж)

Дополнительное объяснение: Хлорид меди(II) (CuCl₂) является растворимой солью, что позволяет реакции протекать до конца. Раствор CuCl₂ имеет характерный сине-зеленый цвет.

Таким образом, с соляной кислотой реагируют амфотерный оксид Fe₂O₃ и основной оксид CuO.