Question

1) написать уравнения взаимодействия с водой основных оксида калия I и оксида бария II,а также кислотных оксида серы IV и оксида азота V.; 2) Известно, что оксид серы VI присоединяет воду, образовывая серную кислоту (H2SO4), сколько воды и оксида серы VI необходимо взять, чтобы получить 200 г раствора серной кислоты с массовой долей 20%?

Answer 1

Ответ:

ОбъяснениВсе вещества делятся на простые и сложные. Простые, в свою очередь, подразделяются на металлы и неметаллы.

В твердом состоянии большинство веществ имеют кристаллическое строение. Связь в кристаллической решетке металлов – металлическая. Это обуславливает их особые физические свойства: электропроводность, теплопроводность, пластичность. Атомы неметаллов связаны между собой с помощью неполярной ковалентной связи. Они могут иметь атомную (алмаз, графит, кремний) или молекулярную (белый фарфор, галогены, кристаллическая сера S8) кристаллическую решетки. Поэтому физические свойства неметаллов весьма различны.

Сложные вещества делятся на 4 класса: оксиды, основания, кислоты, соли.

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород.

Номенклатура оксидов. Названия оксидов строится таким образом: сначала произносят слово «оксид», а затем называют образующий его элемент. Если элемент имеет переменную валентность, то она указывается римской цифрой в круглых скобках в конце названия:

 

NaI2O – оксид натрия; СаIIО – оксид кальция;

SIVO2 – оксид серы (IV); SVIO3 – оксид серы (VI).

 

При составлении формул оксидов необходимо помнить, что молекула всегда электронейтральна, т.е. она содержит одинаковое число положительных и отрицательных зарядов. Степень окисления кислорода в оксидах всегда – 2. Выравнивание зарядов производят индексами, которые ставят внизу справа у элемента.

                                     

Характерная степени окисления элементов определяется следующим образом:

I группа      – в основном +1,

II группа     – в основном +2,

III группа    – в основном +3,

IV группа    – в основном +2, +4 (четные числа),

V группа     – в основном +3, +5 (нечетные числа),

VI группа    – в основном +2, +4, +6 (четные числа),

VII группа   – в основном +3, +5, +7 (нечетные числа).

 

Классификация оксидов. По химическим свойствам  оксиды делятся на две группы:

1)      безразличные – не образуют солей, например: NO, CO,

H2O;

2) солеобразующие, которые, в свою очередь, подразделяются на:

–   основные – это оксиды типичных металлов со степенью окисления +1,+2 (I и II групп главных подгрупп, кроме бериллия) и оксиды металлов в минимальной степени окисления, если металл обладает переменной степенью окисления (CrO, MnO);

–  кислотные – это оксиды типичных неметаллов (CO2, SO3, N2O5) и металлов в максимальной степени окисления, равной номеру группы в ПСЭ Д.И.Менделеева (CrO3, Mn2O7);

–  амфотерные оксиды (обладающие как основными, так и кислотными свойствами, в зависимости от условий проведения реакции) – это оксиды металлов BeO, Al2O3, ZnO и металлов побочных подгрупп в промежуточной степени окисления (Cr2O3, MnO2).

 

1.1. Основные оксиды

 

Основными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. Основным оксидам соответствуют основания. Например, оксиду кальция CaO отвечает  гидроксид  кальция Ca(OH)2, оксиду кадмия CdO – гидроксид кадмия Cd(OH)2.

 

 

 

Получение

 

1. Непосредственное взаимодействие металла с кислородом:

2Mg + O2  2MgO.

 

2. Горение сложных веществ:

2FeS + 3O2  2FeO + 2SO2.

 

 

3. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

CaCO3   CaO + CO2.

Физические свойства

 

Все основные оксиды – твердые вещества, чаще нерастворимые в воде, окрашенные в различные цвета, например Cu2O –красного цвета, MgO – белого.

 

Химические свойства

 

1. Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием оснований. Непосредственно в реакцию соединения с водой вступают только оксиды щелочных  и  щелочноземельных  металлов:

Na2O + H2O → 2NaOH,

CaO + H2O → Ca(OH)2.

 

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O.

 

 

SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O.

 

3. Взаимодействие с основными оксидами с образованием солей:

SO3 + Na2O → Na2SO4.

 

 

1.3. Амфотерные оксиды

 

Оксиды, гидратные соединения которых проявляют свойства как кислот, так и оснований, называются амфотерными.

Например:  оксид алюминия Al2O3,

оксид марганца (IV) MnO2.

 

Получение

 

Способы получения амфотерных оксидов аналогичны основным оксидам.

 

 

 

Физические свойства

 

Поскольку это оксиды металлов, то они, как и основные  оксиды, твердые вещества, мало или нерастворимые в воде. (Al2O3 – нерастворим в Н2О). Некоторые из них имеют характерную окраску (Fe2О3 – бурый).

 

Химические свойства

 

1. C водой не взаимодействуют.

 

2. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием солей при сплавлении (основные свойства):

 

ZnO + SiO2 → ZnSiO3.

 

3. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды    (основные свойства):

 

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O.

 

4. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды (кислотные свойства):

 

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4],

 

AI2O3 + 2NaOH  2NaAIO2 + H2O.

 

5. Взаимодействие с основными оксидами (кислотные свойства):

 

AI2O3 + CaO Ca(AIO2)2.

 

 

 

Answer 2

1. Уравнения взаимодействия с водой основных и кислотных оксидов:

а) Оксид калия I (K2O): K2O + H2O → 2 KOH

б) Оксид бария II (BaO): BaO + H2O → Ba(OH)2

в) Оксид серы IV (SO2): SO2 + H2O → H2SO3

г) Оксид азота V (NO2): NO2 + H2O → HNO3

2. Для вычисления необходимого количества оксида серы VI и воды для получения 200 г раствора серной кислоты с массовой долей 20%, начнем с расчета массы серной кислоты (H2SO4) в растворе:

Масса H2SO4 = 20% × 200 г = 40 г

Молярная масса H2SO4: H2SO4 = 2(1.008) + 32.06 + 4(16.00) = 98.08 г/моль

Теперь рассчитаем количество молей H2SO4 в растворе: Количество молей H2SO4 = Масса H2SO4 / Молярная масса H2SO4 Количество молей H2SO4 = 40 г / 98.08 г/моль ≈ 0.408 моль

Уравнение химической реакции для образования H2SO4 из SO3 и воды: SO3 + H2O → H2SO4

Количество молей SO3 необходимых для образования 0.408 моль H2SO4: Количество молей SO3 = 0.408 моль

Молярная масса SO3: SO3 = 32.06 + 3(16.00) = 80.06 г/моль

Масса SO3: Масса SO3 = Количество молей SO3 × Молярная масса SO3 Масса SO3 = 0.408 моль × 80.06 г/моль ≈ 32.65 г

Таким образом, необходимо взять около 32.65 г оксида серы VI (SO3) и необходимое количество воды для образования 200 г раствора серной кислоты с массовой долей 20%.