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

[pic] [pic] +2 -1 +2 O -1

[pic] 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

[pic] [pic] ОКСИДЫ

солеобразующие несолеобразующие

имеют соответствующие нет соответствующих

гидроксиды – гидроксидов;

по степени окисления нет общих свойств;

и характеру свойств специфические свойства

[pic] [pic] [pic] (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 +1 +6 +6 +3 +3

Na2O3 – NaOH CrO3 – H2CrO4 Al2O3 – Al(OH)3

+2 +2 +4 +4 +3 +3

CuO – Cu(OH)2 SO2 – H2SO3 Cr2O3 – Cr(OH)3

+5 +5 +2 +2

N2O5 – HNO3 ZnO – Zn(OH)2

Можно доказать генетическую (родственную) связь оксидов и гидроксидов:

[pic] Na2O + H2O 2NaOH

[pic] CaO + H2O Ca(OH) 2

н [pic] [pic] ерастворимые Cu(OH)2 CuO + H2O

[pic] основания CuO + H2O нет реакции

[pic] CrO3+H2O H2CrO4

[pic] N2O5 + H2O 2HNO3

[pic] [pic] H2SiO3 H2O + SiO2

[pic] Исключения H2O + SiO2 нет реакции

[pic] [pic] Zn(OH)2 t^о ZnO + H2O

[pic] [pic] 2Al(OH)3 t^о Al2O3 + 3H2O

[pic]

нет реакции

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..

[pic]

[pic] ЭО (элемента) – увеличивается, ΔЭО – 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

[pic]

ЭО (элемента) – уменьшается,

[pic] ΔЭО – 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.

характерные

(I, II группы, главные подгруппы)

Металлы

переходные

(III – IV группы, главные подгруппы + все Ме побочных подгрупп)

Неметаллы

[pic] [pic]

Валентность I-II

+1, +2

Валентность V-VII

+1, +2

[pic]

[pic]

основные МеХОУ

кислотные ЭХОУ

соотв. основания

соотв. кислоты

ионная связь

ковалентная полярная связь

ионная кристаллическая

[pic] решетка

молекулярная кристаллическая решетка

( [pic] 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

N [pic] a2O + H2O 2NaOH

_

[pic] Na2O + H2O 2Na⁺ + 2OH

а) образование нестойких кислот:

с оксидами CO2; SO2

C [pic] [pic] O2 + H2O H2CO3 (нет такой молекулы)

реально

_ 2-

C [pic] [pic] [pic] [pic] O2 + H2O H⁺ + HCO3 2H⁺ + CO3

[pic]

Равновесная система – конденсация компонентов зависит от условий.

+6 +6

б [pic] ) SO3 + H2O H2SO4

+ 2-

[pic] SO3 + H2O 2H + SO4

в) SiO2 + H2O ≠ исключение

г) двойные оксиды

+4 +5 +3

[pic] NO2 + H2O HNO3 + HNO2

Вряд ли можно говорить о соответствии этого оксида кислотам

+5 +5

А [pic] [pic] нгидриды - N2O5 HNO3

и [pic] м соответствуют +3 +3

к [pic] ислоты N2O3 HNO2

2. Взаимодействие с кислотами (НR)

М [pic] [pic] еО + HR МеR + H2O соль + H2O

(избыток соли – кислая соль)

CuO + 2H⁺ + SO^2-4 = Cu²⁺ + SO4^2- + H2O

1 моль : 1 моль

[pic] CuO + 2H2SO4 Cu(HSO4)2 + H2O

1 : 2

Нет реакций

3. Взаимодействие с основаниями

раствор

(избыток кислотного оксида – кислая соль)

[pic] CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

_ 2-

[pic] CO2 + 2OH CO2 + H2O

1моль : 2моль

[pic] CO2 +NaOH NaHCO3

1моль:1моль

4. Взаимодействие между оксидами

соль

МеО + амфотерный оксид

Э [pic]

соль

ЭО + амфотерный оксид

[pic] СaO + CO2 CaCO3

Амфотерные оксиды в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства, то есть имеют двойственный характер.

Амфотерные оксиды

BeO, ZnO,Al2O3,

Cr2O3

[pic] [pic] Соль+H2O оксид, гидроксид оксид, гидрокс оксид, гидроксид соль +H2O

Вода обладает двойственными свойствами: _

Н [pic] [pic] 2О 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 [pic] . ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O

[pic] ZnO + 2H⁺ Zn²⁺ + H2O

основные свойства

2 [pic] . ZnO + 2NaOH + H2O Na2[Zn(OH)4]

комплексная соль

тетрагидроксоцинкат натрия

[pic] ZnO + 2Na⁺ + 2OH^– + H2O 2Na⁺ + [Zn(OH)4]^2–

кислотные

свойства

В реакциях получены две различные соли:

[pic] ZnCl2 Zn²⁺ + 2Cl^–

Катион

и [pic] 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

п [pic] [pic] ереходный Ме различного различных типов –

свойства металла характера, катионные

и неметалла свойств и анионные

Получение оксидов

1

1

1

+О2

+О2

3

4

MeXOУ

НeмXOУ

2

4

3

2

[pic] [pic] Ме(ОН)n соль HnЭOm

2. Уточняем особенности взаимодействия:

В. НeмXOУ

1) Au, Ag, Pt + O2 ≠

Al, Zn, Cr, Ni – оксидная пленка

(реакция с поверхностью)

[pic] 2Zn + O2 2ZnO

[pic] щелочные металлы Ме + О2

[pic] пероксиды (кроме Li)

оксиды – в недостатке О2

2) Только для нерастворимых оснований:

[pic] [pic] Cu(OH)2 t^o CuO + H2O

1) галогены – не окисляются,

т.к. ΔЭО (Hal – О) – мала

2. Нестойкие кислоты:

H2CO3, H2SO3, H2SiO3(t^o), HClO, HIO3

200^o

[pic] 2H I O3 I2O5 + H2O

получаются соответствующие ангидриды

(электронно-статические реакции)

Особый случай:

+5 +4

[pic] 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O (OBP!)

3) Разложение солей нестойких кислот:CaCO3 --- CaO +CO2

Особый случай – нитраты:

t^o

[pic] Me(NO3)n ^{(Mg – Cu)} MeXOУ + NO2 + O2 OBP!

[pic] Me + NO2 + O2

N [pic] H4NO3 N2O + 2H2O

[pic] 2CuS + 3O2 2CuO + 2SO2

4) Окисление большинства летучих

водородных соединений (кроме HHal)

[pic] SiH4 + 2O2 SiO2 + 2H2O

Домашнее задание ( 1урок)

1. Как осуществить превращения:

[pic] [pic] Pb S

1. [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] 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:

[pic] [pic] [pic] 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 [pic] [pic] [pic] . 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.