Химические свойства оксидов металлов
Задания сайта ФИПИ на эту тему можно прорешать в курсе самостоятельной подготовки к ОГЭ.
1. Оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов реагируют с водой:
Li2O + H2O -> 2LiOH
Na2O + H2O -> 2NaOH
K2O + H2O -> 2KOH
CaO + H2O -> Ca(OH)2
SrO + H2O -> Sr(OH)2
BaO + H2O -> Ba(OH)2
MgO + H2O -> реакция не идет.
FeO + H2O -> реакция не идет.
CuO + H2O -> реакция не идет.
2. Оснóвные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей:
Na2O + SO3 -> Na2SO4
CaO + SiO2 -> CaSiO3
CaO + CO2 -> CaCO3 (с углекислым газом реагируют только оксиды активных металлов)
CuO + CO2 -> реакция не идёт.
FeO + CO2 -> реакция не идёт.
3. Оснóвные оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов реагируют с амфотерными оксидами с образованием солей (только при сплавлении):
Na2O + ZnO -> Na2ZnO2
K2O + Al2O3 -> 2KAlO2
FeO + ZnO -> реакция не идёт.
4. Оснóвные оксиды реагируют с кислотами:
MgO + 2HCl -> MgCl2 + H2O
FeO + H2SO4 -> FeSO4 + H2O
CaO + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O
CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O.
Исключением является очень слабая нерастворимая (мета)кремниевая кислота H2SiO3. Она реагирует только с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов.
CuO + H2SiO3 -> реакция не идет.
5. Амфотерные оксиды взаимодействуют с щелочами (т.е. только с растворимыми основаниями) с образованием средних или комплексных солей:
а) Реакциях с растворами щелочей:
ZnO + 2NaOH + H2O -> Na2[Zn(OH)4] (тетрагидроксоцинкат натрия)
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O -> 2Na[Al(OH)4] (тетрагидроксоалюминат натрия)
б) Сплавление с твердыми щелочами:
ZnO + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2O (цинкат натрия)
(условно можно представить кислоту H2ZnO2)
Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O (алюминат натрия)
(условно можно представить кислоту HAlO2).
6. Амфотерные оксиды взаимодействуют с солями при условии выделения более летучего оксида, например, с карбонатами (щелочных и щелочно-земельных металлов) или сульфитами (все реакции протекают при нагревании):
Al2O3 + Na2CO3 -> 2NaAlO2 + CO2
ZnO + K2CO3 -> K2ZnO2 + CO2
Fe2O3 + Na2CO3 -> 2NaFeO2 + CO2.
С другими солями реакции не протекают:
Al2O3 + Na3PO4 -> реакция не идёт.
ZnO + MgBr2 -> реакция не идёт.
7. Восстановление слабых металлов и металлов средней активности из их оксидов возможно с помощью водорода, углерода, угарного газа или более активного металла (все реакции проводятся при нагревании):
1) Реакции с CO, C и 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
FeO + C -> Fe + CO
FeO + CО -> Fe + CO2
FeO + H2 -> Fe + H2O
Fe2O3 + 3C -> 2Fe + 3CO
Fe2O3 + 3CО -> 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O
Оксиды активных металлов (до Al2O3 включительно) с водородом не реагируют:
CaO + H2 -> реакция не идёт.
2) Восстановление оксидов слабых металлов более активным металлом:
3FeO + 2Al -> 3Fe + Al2O3.
Fe2O3 + 3Zn -> 2Fe + 3ZnO.
CaO + Fe -> реакция не идёт, так как железо является менее активным металлом, чем кальций.
8. Оксиды Fe2O3 и CuO реагируют с железом и медью соответственно с образованием оксидов с металлом в промежуточной степени окисления:
Fe2O3 + Fe -> 3FeO
CuO + Cu -> Cu2O.