Уроки з неорганічної хімії для підготовки до ЄДІ

MgO + H2O → Реакція не йде, оскільки Mg(OH)2 нерозчинний*
FeO + H2O → Реакція не йде, оскільки Fe(OH)2 нерозчинний
CrO + H2O → Реакція не йде, оскільки Cr(OH)2 нерозчинний
CuO + H2O → Реакція не йде, оскільки Cu(OH)2 нерозчинний

Всі реакції йдуть за винятком SiO2 (кварц, пісок):
SO3 + H2O → H2SO4
N2O5 + H2O → 2HNO3
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 і т.д.

SiO2 + H2O → реакція не йде

* Джерело: [2] "Я здам ЄДІ. Курс самопідготовки", стор 143.

Взаємодія оксидів один з одним

1. Оксиди одного типу один з одним не взаємодіють:

Na2O + CaO → реакція не йде
CO2 + SO3 → реакція не йде

2. Як правило, оксиди різних типів взаємодіють один з одним (винятки: CO2, SO2, про них докладніше нижче):

Na2O + SO3 → Na2SO4
CaO + CO2 → CaCO3
Na2O + ZnO → Na2ZnO2

Взаємодія оксидів із кислотами

1. Як правило, основні та амфотерні оксиди взаємодіють із кислотами:

Na2O + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2O
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O

Винятком є ​​дуже слабка нерозчинна (мета) кремнієва кислота H2SiO3. Вона реагує тільки з лугами та оксидами лужних та лужноземельних металів.
CuO + H2SiO3 → не йде реакція.

2. Кислотні оксиди не вступають у реакції іонного обміну з кислотами, але можливі деякі окислювально-відновні реакції:

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
SO3 + H2S → SO2 + H2O

SiO2 + 4HF (тиж.) → SiF4 + 2H2O

З кислотами-окислювачами (тільки якщо оксид можна окислити):
SO2 + HNO3 + H2O → H2SO4 + NO

Взаємодія оксидів із основами

1. Основні оксиди з лугами та нерозчинними основами НЕ взаємодіють.

2. Кислотні оксиди взаємодіють з основами з утворенням солей:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
CO2 + NaOH → NaHCO3 (якщо CO2 є надлишком)

3. Амфотерні оксиди взаємодіють із лугами (тобто.тільки з розчинними основами) з утворенням солей або комплексних сполук:

а) Реакції з розчинами лугів:

ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] (тетрагідроксоцінкат натрію)
BeO + 2NaOH + H2O → Na2[Be(OH)4] (тетрагідроксоберилату натрію)
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] (тетрагідроксоалюмінат натрію)

б) Сплавлення з твердими лугами:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O (цинкат натрію)
(кислота: H2ZnO2)
BeO + 2NaOH → Na2BeO2 + H2O (берилат натрію)
(кислота: H2BeO2)
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (алюмінат натрію)
(кислота: HAlO2)

Взаємодія оксидів із солями

1. Кислотні та амфотерні оксиди взаємодіють із солями за умови виділення більш летючого оксиду, наприклад, з карбонатами або сульфітами всі реакції протікають при нагріванні:

SiO2 + CaCO3 → CaSiO3 + CO2
P2O5 + 3CaCO3 → Ca3(PO4)2 + 3CO2
Al2O3 + Na2CO3 → 2NaAlO2 + CO2
Cr2O3 + Na2CO3 → 2NaCrO2 + CO2
ZnO + 2KHCO3 → K2ZnO2 + 2CO2 + H2O

SiO2 + K2SO3 → K2SiO3 + SO2
ZnO + Na2SO3 → Na2ZnO2 + SO2

Якщо обидва оксиди є газоподібними, то виділяється той, який відповідає слабшій кислоті:
K2CO3 + SO2 → K2SO3 + CO2 (H2CO3 слабша і менш стійка, ніж H2SO3)

2. Розчинений у воді CO2 розчиняє нерозчинні у воді карбонати (з утворенням розчинних у воді гідрокарбонатів):
CO2 + H2O + CaCO3 → Ca(HCO3)2
CO2 + H2O + MgCO3 → Mg(HCO3)2

У тестових завданнях такі реакції можуть бути записані як:
MgCO3 + CO2 (р-р), тобто. використовується розчин з вуглекислим газом і, отже, реакцію необхідно додати воду.

Це один із способів отримання кислих солей.

Відновлення слабких металів і металів середньої активності з їх оксидів можливе за допомогою водню, вуглецю, чадного газу або активнішого металу (всі реакції проводяться при нагріванні):

1. Реакції з CO, C та H2:

CuO+C → Cu+CO
CuO+CO → Cu+CO2
CuO+H2 → Cu+H2O

ZnO+C → Zn+CO
ZnO+CO → Zn+CO2
ZnO+H2 → Zn+H2O

PbO + C → Pb + CO
PbO + CO → Pb + CO2
PbO + H2 → Pb + H2O

FeO + C → Fe + CO
FeO+CO → Fe+CO2
FeO + H2 → Fe + H2O

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O

2. Відновлення активних металів (до Al включно) призводить до утворення карбідів, а не вільного металу:

CaO + 3C → CaC2 + 3CO
2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO

3. Відновлення активнішим металом:

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

4. Деякі оксиди неметалів також можна відновити до вільного неметалу:

2P2O5 + 5C → 4P + 5CO2
SO2 + C → S + CO2
2NO + C → N2 + CO2
2N2O + C → 2N2 + CO2
SiO2 + 2C → Si + 2CO

Тільки оксиди азоту та вуглецю реагують з воднем:

2NO + 2H2 → N2 + 2H2O
N2O + H2 → N2 + H2O

SiO2 + H2 → не йде реакція.

У разі вуглецю відновлення до простої речовини не відбувається:
CO + 2H2 CH3OH (t, p, kt)

Особливості властивостей оксидів CO2 та SO2

1. Не реагують з амфотерними гідроксидами:

CO2 + Al(OH)3 → не йде реакція

2. Реагують з вуглецем:

CO2 + C → 2CO
SO2 + C → S + CO2

3. З сильними відновниками SO2 виявляє властивості окислювача:

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
SO2 + 4HI → S + 2I2 + 2H2O
SO2 + 2C → S + CO2
SO2 + 2CO → S + 2CO2 (Al2O3, 500 ° C)

4. Сильні окислювачі окислюють SO2:

SO2 + Cl2 SO2Cl2
SO2 + Br2 SO2Br2
SO2 + NO2 → SO3 + NO
SO2 + H2O2 → H2SO4

5SO2 + 2KMnO4 +2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
SO2 + 2KMnO4 + 4KOH → 2K2MnO4 + K2SO4 + 2H2O

SO2 + HNO3 + H2O → H2SO4 + NO

6. Оксид вуглецю (IV) CO2 виявляє менш виражені окисні властивості, реагуючи тільки з активними металами, наприклад:

Особливості властивостей оксидів азоту (N2O5, NO2, NO, N2O)

1. Необхідно пам'ятати, що це оксиди азоту є сильними окислювачами. Зовсім необов'язково пам'ятати які продукти утворюються у подібних реакціях, оскільки подібні питання виникають лише тестах.Потрібно лише знати основні відновники, такі як C, CO, H2, HI та йодиди, H2S та сульфіди, метали (і т.д.) та знати, що оксиди азоту їх з великою ймовірністю окислять.

2NO2 + 4CO&nbsp → N2 + 4CO2
2NO2 + 2S → N2 + 2SO2
2NO2 + 4Cu → N2 + 4CuO

N2O5 + 5Cu → N2 + 5CuO
2N2O5 + 2KI → I2 + 2NO2 + 2KNO3
N2O5 + H2S → 2NO2 + S + H2O

2NO + 2H2 → N2 + 2H2O
2NO + C → N2 + CO2
2NO + Cu → N2 + 2Cu2O
2NO + Zn → N2 + ZnO
2NO + 2H2S → N2 + 2S + 2H2O

N2O + H2 → N2 + H2O
2N2O + C → 2N2 + CO2
N2O + Mg → N2 + MgO

2. Можуть окислюватися сильними окислювачами (крім N2O5, оскільки ступінь окислення вже максимальна):
2NO + 3KClO + 2KOH → 2KNO3 + 3KCl + H2O
8NO + 3HClO4 + 4H2O → 8HNO3 + 3HCl
14NO + 6HBrO4 + 4H2O → 14HNO3 + 3Br2
NO + KMnO4 + H2SO4 → HNO3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
5N2O + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 10NO + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O.

3. Несолетворні оксиди N2O і NO не реагують ні з водою, ні з лугами, ні зі звичайними кислотами (кислотами-неокислювачами).

Хімічні властивості CO як сильного відновника

1. Реагує з деякими неметалами:

2CO + O2 → 2CO2
CO + 2H2 CH3OH (t, p, kt)
CO + Cl2 COCl2 (фосген)

2. Реагує з деякими складними сполуками:

CO + KOH → HCOOK
CO + Na2O2 → Na2CO3
CO + Mg → MgO + C (t)

3. Відновлює деякі метали (середньої та малої активності) та неметали з їх оксидів:

CO + CuO → Cu + CO2
3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2
3CO + Cr2O3 → 2Cr + 3CO2

2CO + SO2 → S + 2CO2 (Al2O3, 500 ° C)
5CO + I2O5 → I2 + 5CO2
4CO + 2NO2 → N2 + 4CO2

3. Зі звичайними кислотами та водою CO (так само як і інші несолетворні оксиди) не реагує.

Хімічні властивості SiO2

1. Взаємодіє з активними металами:

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

2. Взаємодіє з вуглецем:

SiO2 + 2C → Si + 2CO
(Згідно з посібником "Курс самопідготовки" Каверіна, SiO2 + CO → реакція не йде)

3 З воднем SiO2 не взаємодіє.

4.Реакції з розчинами або розплавами лугів, з оксидами та карбонатами активних металів:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + CaO → CaSiO3
SiO2 + BaO → BaSiO3
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
SiO2 + CaCO3 → CaSiO3 + CO2

SiO2 + Cu(OH)2 → реакція не йде (з основ оксид кремнію реагує тільки з лугами).

5. З кислот SiO2 взаємодіє тільки з плавиковою кислотою:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O.

Властивості оксиду P2O5 як сильного водовіднімального засобу

HCOOH + P2O5 → CO + H3PO4
2HNO3 + P2O5 → N2O5 + 2HPO3
2HClO4 + P2O5 → Cl2O7 + 2HPO3.

Термічне розкладання деяких оксидів

У випадках іспиту така властивість оксидів не зустрічається, але розглянемо його для повноти картини:
Основні:
4CuO → 2Cu2O + O2 (t)
2HgO → 2Hg + O2 (t)

Кислотні:
2SO3 → 2SO2 + O2 (t)
2N2O → 2N2 + O2 (t)
2N2O5 → 4NO2 + O2 (t)

Амфотерні:
4MnO2 → 2Mn2O3 + O2 (t)
6Fe2O3 → 4Fe3O4 + O2 (t).

Особливості оксидів NO2, ClO2 та Fe3O4

1. Диспропорціонування: оксидам NO2 та ClO2 відповідають дві кислоти, тому при взаємодії з лугами або карбонатами лужних металів утворюються дві солі: нітрат і нітрит відповідного металу у разі NO2 та хлорат та хлорит у разі ClO2:

2N +4 O2 + 2NaOH → NaN +3 O2 + NaN +5 O3 + H2O

4NO2 + 2Ba(OH)2 → Ba(NO2)2 + Ba(NO3)2 + 2H2O

2NO2 + Na2CO3 → NaNO3 + NaNO2 + CO2

В аналогічних реакціях з киснем утворюються тільки сполуки N +5 , так як він окислює нітрит до нітрату:

4NO2 + O2 + 4NaOH → 4NaNO3 + 2H2O

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 (розчинення надлишку кисню)

2Cl +4 O2 + H2O → HCl +3 O2 + HCl +5 O3
2ClO 2 + 2NaOH → NaClO₂ + NaClO3 + H2O

2. Оксид заліза (II,III) Fe3O4 (FeO·Fe2O3) містить залізо у двох ступенях окислення: +2 і +3, тому в реакціях з кислотами утворюються дві солі:

Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 4H2O.