Глава II. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии. § 14. Оксиды — с. 71
§ 14. Лабораторный опыт 12. Налейте в пробирку 2—3 мл известковой воды и пропускайте через неё выдыхаемый воздух с помощью стеклянной трубочки или соломинки для напитков. Что наблюдаете?
Запишите соответствующее уравнение реакции.
Что делали: в пробирку налили 2–3 мл прозрачной известковой воды (раствор Ca(OH)₂) и через трубочку стали пропускать в неё выдыхаемый воздух.
Наблюдения: прозрачный раствор мутнеет — выпадает белый осадок.
Объяснение: в выдыхаемом воздухе содержится углекислый газ, который реагирует с гидроксидом кальция:
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Баланс: Ca 1=1, C 1=1, O 2+2=3+1, H 2=2. Нерастворимый карбонат кальция даёт помутнение. При дальнейшем пропускании CO₂ осадок растворяется: CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂.
Вывод: известковая вода — реактив на углекислый газ; выдыхаемый воздух содержит CO₂.
Наблюдения: прозрачный раствор мутнеет — выпадает белый осадок.
Объяснение: в выдыхаемом воздухе содержится углекислый газ, который реагирует с гидроксидом кальция:
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Баланс: Ca 1=1, C 1=1, O 2+2=3+1, H 2=2. Нерастворимый карбонат кальция даёт помутнение. При дальнейшем пропускании CO₂ осадок растворяется: CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂.
Вывод: известковая вода — реактив на углекислый газ; выдыхаемый воздух содержит CO₂.
§ 14. Проверьте свои знания.
1. Какие вещества называют оксидами?
Из приведённого перечня формул веществ выпишите формулы оксидов металлов и оксидов неметаллов и дайте их названия: Na₂O, H₂S, K₂SO₄, PbO₂, ZnO, LiOH, SO₂, P₂O₅, O₂, Cl₂O₇, OsCl₃.
Оксиды — сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород. Из перечня оксидами являются шесть веществ. Оксиды металлов: Na₂O — оксид натрия, PbO₂ — оксид свинца(IV), ZnO — оксид цинка. Оксиды неметаллов: SO₂ — оксид серы(IV), P₂O₅ — оксид фосфора(V), Cl₂O₇ — оксид хлора(VII). Остальные вещества оксидами не являются: H₂S — сероводород (бескислородное соединение), K₂SO₄ — сульфат калия (три элемента, соль), LiOH — гидроксид лития (три элемента, основание), O₂ — кислород (простое вещество), OsCl₃ — хлорид осмия(III) (нет кислорода).
§ 14. Проверьте свои знания.
2. Рассчитайте массовые доли элементов в оксидах: а) SnO₂; б) Al₂O₃; в) CaO; г) P₂O₅. Назовите все вещества.
Массовая доля элемента: w(Э) = n·Ar(Э) / Mr(вещества).
а) SnO₂ — оксид олова(IV). Mr(SnO₂) = 119 + 2·16 = 151. w(Sn) = 119/151 = 0,788 = 78,8 %; w(O) = 32/151 = 0,212 = 21,2 %.
б) Al₂O₃ — оксид алюминия. Mr = 2·27 + 3·16 = 102. w(Al) = 54/102 = 0,5294 = 52,94 %; w(O) = 48/102 = 0,4706 = 47,06 %.
в) CaO — оксид кальция. Mr = 40 + 16 = 56. w(Ca) = 40/56 = 0,7143 = 71,43 %; w(O) = 16/56 = 0,2857 = 28,57 %.
г) P₂O₅ — оксид фосфора(V). Mr = 2·31 + 5·16 = 142. w(P) = 62/142 = 0,4366 = 43,66 %; w(O) = 80/142 = 0,5634 = 56,34 %.
Проверка: в каждом оксиде сумма массовых долей равна 100 %.
Оговорка: значения для SnO₂ получены с Ar(Sn) = 119; при Ar(Sn) = 118,7 результат тот же в пределах округления (≈ 78,8 % и 21,2 %).
Примечание: в «Ответах» в конце учебника для P₂O₅ напечатано w(O) = 56,31 %; по расчёту получается 56,34 % (сумма w(P) + w(O) = 100 %).
а) SnO₂ — оксид олова(IV). Mr(SnO₂) = 119 + 2·16 = 151. w(Sn) = 119/151 = 0,788 = 78,8 %; w(O) = 32/151 = 0,212 = 21,2 %.
б) Al₂O₃ — оксид алюминия. Mr = 2·27 + 3·16 = 102. w(Al) = 54/102 = 0,5294 = 52,94 %; w(O) = 48/102 = 0,4706 = 47,06 %.
в) CaO — оксид кальция. Mr = 40 + 16 = 56. w(Ca) = 40/56 = 0,7143 = 71,43 %; w(O) = 16/56 = 0,2857 = 28,57 %.
г) P₂O₅ — оксид фосфора(V). Mr = 2·31 + 5·16 = 142. w(P) = 62/142 = 0,4366 = 43,66 %; w(O) = 80/142 = 0,5634 = 56,34 %.
Проверка: в каждом оксиде сумма массовых долей равна 100 %.
Оговорка: значения для SnO₂ получены с Ar(Sn) = 119; при Ar(Sn) = 118,7 результат тот же в пределах округления (≈ 78,8 % и 21,2 %).
Примечание: в «Ответах» в конце учебника для P₂O₅ напечатано w(O) = 56,31 %; по расчёту получается 56,34 % (сумма w(P) + w(O) = 100 %).
§ 14. Проверьте свои знания.
3. Назовите оксиды, формулы которых: ZnO, Ag₂O, Li₂O, Cl₂O₇, Cl₂O, ClO₂, As₂O₃, As₂O₅.
Название оксида: слово «оксид» + название элемента в родительном падеже + валентность римской цифрой, если она переменная. Валентность элемента равна 2·n(O)/n(Э).
ZnO — оксид цинка (постоянная валентность II);
Ag₂O — оксид серебра(I);
Li₂O — оксид лития;
Cl₂O₇ — оксид хлора(VII) (валентность 2·7/2 = 7);
Cl₂O — оксид хлора(I) (2·1/2 = 1);
ClO₂ — оксид хлора(IV) (2·2/1 = 4);
As₂O₃ — оксид мышьяка(III) (2·3/2 = 3);
As₂O₅ — оксид мышьяка(V) (2·5/2 = 5).
ZnO — оксид цинка (постоянная валентность II);
Ag₂O — оксид серебра(I);
Li₂O — оксид лития;
Cl₂O₇ — оксид хлора(VII) (валентность 2·7/2 = 7);
Cl₂O — оксид хлора(I) (2·1/2 = 1);
ClO₂ — оксид хлора(IV) (2·2/1 = 4);
As₂O₃ — оксид мышьяка(III) (2·3/2 = 3);
As₂O₅ — оксид мышьяка(V) (2·5/2 = 5).