«Оксиды, их классификация, свойства, применение»

Тема урока: «Оксиды, их классификация, свойства, применение» Цель урока: познакомить обучающихся с оксидами, их составом и классификацией, рассмотреть названия оксидов, способы их получения, распространение в природе и применение. Тип урока: урок изучения и первичного закрепления знаний. Методы: беседа, устный опрос, организация упражнений по применению знаний (групповая, индивидуальная).

Ход урока:

1. Орг момент.

2. Изучение нового материала.

Сегодня мы начинаем знакомство с важнейшими классами неорганических соединений. Неорганические вещества по составу делятся, как вы уже знаете, на простые и сложные.

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, с валентность равной 2. Лишь один химический элемент - фтор, соединяясь с кислородом, образует не оксид, а фторид кислорода OF2.

Поскольку оксиды могут быть образованы почти всеми химическими элементами (за некоторым исключением), необходимо, чтобы не было путаницы, чтобы у каждого было свое название

Называются они просто - "оксид + название элемента". Если валентность химического элемента переменная, то указывается римской цифрой, заключённой в круглые скобки, после названия химического элемента.

Название оксида:

Название «Оксид» + Название элемента + (с. о. римскими

оксида в родительном падеже цифрами)

Названия оксидов зависят от числа атомов кислорода в формуле.

CO - монооксид углерода (приставка моно обозначает один) или оксид углерода (2) , угарный газ.

CO2 - диоксид углерода или оксид углерода (4) всем известный углекислый газ

Еще существуют тривиальные названия, например - углекислый газ. Угарный газ. До сих пор в химической литературе встречаются названия - закись ( для более низких), окись ( для более высоких с.о.) степеней окисления.

N2O- закись азота или оксид азота (1)

NO -окись азота или оксид азота (2)

Понятие «оксиды» включает бесконечное разнообразие веществ:

Таким образом среди оксидов есть твердые, газообразные и жидкие вещества.

Оксиды очень распространенный в природе класс неорганических соединений:

1) Si02 - кварцевый песок, кремнезем. Очень чистый кристаллический Si02 известен также в виде минералов горного хрусталя. Ребятам будет интересно узнать, что Si02, окрашенный различными примесями, образует драгоценные и полудрагоценные камни - яшма, аметист, агат.

Более 50% земной коры состоит из Si02.

2) А1203 • 2Si02 • 2Н20 - белая глина, учитель разъясняет, что глина, в основном состоит из оксидов алюминия и кремния. 3) руды железа - красный (Fe203), бурый (Fe203 • яН20) и магнитный железняки (Fe304 или FeO • Fe203).

Водная оболочка Земли (гидросфера) состоит также из оксида - оксида водорода Н20.

Оксиды входят, также в состав атмосферы - С02, СО, оксиды азота, серы и др.

Задание : Дать названия оксидам по международной номенклатуре 1

PbO, SO2, SO3, K2O, FeO, Fe2O3

Классификация оксидов

Все оксиды можно разделить на две группы: солеобразующие (основные, кислотные, амфотерные) и несолеобразующие или безразличные.

Оксиды металлов Ме_хО_у

Оксиды неметаллов неМе_хО_у

Основные

Кислотные

Амфотерные

Кислотные

Безразличные

I, II

Ме

V-VII

Me

ZnO,BeO,Al₂O₃,Fe₂O₃

> II

неМе

I, II

неМе

CO, NO, N₂O

Основные оксиды - это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксиды металлов 1 и 2 групп, а также металлов побочных подгрупп с валентностью I и II (кроме ZnO - оксид цинка и BeO - оксид бериллия).

Кислотные оксиды - это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов (кроме несолеобразующих - безразличных), а также оксиды металлов побочных подгрупп с валентностью от V до VII (Например, CrO3-оксид хрома (VI), Mn2O7 - оксид марганца (VII)).

Амфотерные оксиды - это оксиды, которым соответствуют основания и кислоты. К ним относятся оксиды металлов главных и побочных подгрупп с валентностью III, иногда IV, а также цинк и бериллий (Например, BeO, ZnO, Al2O3, Cr2O3).

Несолеобразующие оксиды - это оксиды безразличные к кислотам и основаниям. К ним относятся оксиды неметаллов с валентностью I и II (Например, N2O, NO, CO).

Вывод: характер свойств оксидов в первую очередь зависит от валентности элемента.

Например, оксиды хрома:

CrO (II - основный);

Cr 2O3 (III - амфотерный);

CrO3 (VII - кислотный).

Получение оксидов

1. Горение веществ (Окисление кислородом)

а) простых веществ

2Mg +O₂=2MgO

б) сложных веществ

2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂

2.Разложение сложных веществ

а) солей

СaCO₃=CaO+CO₂

б) оснований

Cu (OH)₂=CuO+H₂O

в) кислородсодержащих кислот

H₂SO₃=H₂O+SO₂

Физические свойства. Оксиды бывают твердые, жидкие и газообразные, различного цвета. Например, оксид меди(2) СuО черного цвета, оксид кальция СаО белого цвета - твердые вещества. Оксид серы(У1) S03 - бесцветная летучая жидкость, а оксид углерода(1У) С02 - бесцветный газ при обычных условиях.

Химические свойства. Кислотные и основные оксиды обладают разными свойствами. 2

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ ОКСИДОВ

1. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

CaO + SO₂ = CaSO₃

2. (р. обмена)

3K₂O + 2H₃PO₄ = 2K₃PO₄ + 3H₂O

3. (р. соединения)

Na₂O + H₂O = 2NaOH

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОТНЫХ ОКСИДОВ

1. (р. соединения)

СO₂ + H₂O = H₂CO₃, SiO₂ - не реагирует

2. Кислотный оксид + Основание = Соль + Н₂О (р. обмена)

P₂O₅ + 6KOH = 2K₃PO₄ + 3H₂O

3. Основной оксид + Кислотный оксид = Соль (р. соединения)

CaO + SO₂ = CaSO₃

4. Менее летучие вытесняют более летучие из их солей

CaCO₃ + SiO₂ = CaSiO₃ +CO₂

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМФОТЕРНЫХ ОКСИДОВ

Взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами.

ZnO + 2 HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnO + 2 NaOH + H₂O = Na₂Zn(OH)₄ ( в растворе)

ZnO + 2 NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O (при сплавлении)

Применение оксидов. Всем известно, какое значение имеет вода (оксид водорода) в природе, в промышленности и в быту. Многие другие оксиды также широко применяются. Например, из руд, состоящих из оксидов железа Fe203 и Fe304, получают чугун и сталь. Оксид кальция СаО (основная составная часть жженой, или негашеной, извести) используется для получения гашеной извести Са(ОН)2, которая применяется в строительстве. Нерастворимый в воде оксид кремния(4) Si02 используется в производстве строительных материалов. Некоторые из оксидов применяют для производства красок.

Некоторые оксиды не растворяются в воде, но многие вступают с водой в реакции соединения:

SO3 + H2O = H2SO4

CaO + H2O = Ca(OH)2

В результате часто получаются очень нужные и полезные соединения. Например, H2SO4 - серная кислота, Са(ОН)2 - гашеная известь и т.д.

Если оксиды нерастворимы в воде, то люди умело используют и это их свойство. Например, оксид цинка ZnO - вещество белого цвета, поэтому используется для приготовления белой масляной краски (цинковые белила). Поскольку ZnO практически не растворим в воде, то цинковыми белилами можно красить любые поверхности, в том числе и те, которые подвергаются воздействию атмосферных осадков. Нерастворимость и неядовитость позволяют использовать этот оксид при изготовлении косметических кремов, пудры. Фармацевты делают из него вяжущий и подсушивающий порошок для наружного применения.

Такими же ценными свойствами обладает оксид титана (IV) - TiO2. Он тоже имеет красивый белый цвет и применяется для изготовления титановых белил. TiO2 не растворяется не только в воде, но и в кислотах, поэтому покрытия из этого оксида особенно устойчивы. Этот оксид добавляют в пластмассу для придания ей белого цвета. Он входит в состав эмалей для металлической и керамической посуды.

Оксид хрома (III) - Cr2O3 - очень прочные кристаллы темно-зеленого цвета, не растворимые в воде. Cr2O3 используют как пигмент (краску) при изготовлении декоративного зеленого стекла и керамики. Известная многим паста ГОИ (сокращение от наименования "Государственный оптический институт") применяется для шлифовки и полировки оптики, металлических изделий, в ювелирном деле.

Благодаря нерастворимости и прочности оксида хрома (III) его используют и в полиграфических красках (например, для окраски денежных купюр). Вообще, оксиды многих металлов применяются в качестве пигментов для самых разнообразных красок, хотя это - далеко не единственное их применение.

Задания для закрепления 3

1. Выпишите отдельно химические формулы солеобразующих кислотных и основных оксидов.

NaOH, AlCl3, K2O, H2SO4, SO3, P2O5, HNO3, CaO, CO.

2. Даны вещества: CaO, NaOH, CO2, H2SO3, CaCl2, FeCl3, Zn(OH)2, N2O5, Al2O3, Ca(OH)2, CO2, N2O, FeO, SO3, Na2SO4, ZnO, CaCO3, Mn2O7, CuO, KOH, CO, Fe(OH)3

Выберите из перечня: основные оксиды, кислотные оксиды, безразличные оксиды, амфотерные оксиды и дайте им названия.

3. Закончите УХР, укажите тип реакции, назовите продукты реакции

Na2O + H2O =

N2O5 + H2O =

CaO + HNO3 =

NaOH + P2O5 =

K2O + CO2 =

Cu(OH)2 = ? + ?

4. Осуществите превращения по схеме:

1) K→K2O→KOH→K2SO4

2) S→SO2→H2SO3→Na2SO3

3) P→P2O5→H3PO4→K3PO4

Домашнее задание: параграф 30 стр., 92 упр.1-5

4