Матеріали до уроку на тему : Хімічні властивості кисню: реакції з простими речовинами. Оксиди

Хімія. 7 клас.

§ 24. Хімічні властивості кисню: реакції з простими речовинами. Оксиди

Матеріал параграфа допоможе вам:

• оцінити здатність кисню вступати в реакції з металами і неметалами;
• з'ясувати, що таке реакція сполучення і які сполуки називають оксидами;
• складати формули оксидів і називати ці сполуки.

Хімічні властивості кожної речовини виявляються в реакціях за її участю.

Кисень — один із найактивніших неметалів. Однак за звичайних умов він реагує з небагатьма речовинами. Його реакційна здатність істотно зростає з підвищенням температури.

Реакції кисню з простими речовинами. Кисень взаємодіє (як правило — при нагріванні) з більшістю неметалів і майже з усіма металами.

Реакція з вуглецем (вугіллям). Відомо, що вугілля, нагріте на повітрі до високої температури, загоряється. Це свідчить про перебіг хімічної реакції речовини з киснем.

Основним продуктом згоряння вугілля є вуглекислий газ CO₂. Вугілля — суміш багатьох речовин. Масова частка Карбону в ньому перевищує 80 %. Вважаючи, що вугілля складається лише з атомів Карбону, напишемо відповідне хімічне рівняння:

C + O₂ =^t CO₂.

Вуглекислий газ може містити домішку чадного газу — продукту іншої реакції:

2C + O₂ =^t 2CO.

Прості речовини Карбону графіт і алмаз (їх узагальнена хімічна назва — вуглець) взаємодіють із киснем так само, як і вугілля.

Реакцію, в якій беруть участь кілька речовин, а утворюється одна, називають реакцією сполучення.

Реакція з воднем. Якщо газ водень, що надходить у повітря через тонку газовідвідну трубку, підпалити, то він горітиме ледь помітним полум'ям. Єдиним продуктом реакції є вода. Це можна довести, помістивши над полум'ям скляну пластинку. На ній з'являтимуться краплинки води внаслідок конденсації водяної пари.

• Складіть рівняння реакції горіння водню.

Суміш водню з повітрям або киснем при підпалюванні вибухає.

Реакція із сіркою. Таке хімічне перетворення здійснює кожний, коли запалює сірник; сірка входить до складу голівки сірника.

У лабораторії реакцію кисню із сіркою проводять у витяжній шафі. Невелику кількість сірки (мал. 71, а) нагрівають у залізній ложці. Речовина спочатку плавиться, а потім загоряється внаслідок взаємодії з киснем повітря і горить ледь помітним блакитним полум'ям (мал. 71, б). З'являється різкий запах продукту реакції — сірчистого газу (цей запах ми відчуваємо в момент загоряння сірника). Хімічна формула сірчистого газу — SO₂, а рівняння реакції —

S + O₂ =^t SO₂.

Якщо ложку із сіркою, що горить, помістити в посудину з киснем, то полум'я стане яскравішим (мал. 71, в), ніж на повітрі. Це й зрозуміло, бо чистий кисень, на відміну від повітря, містить лише молекули О₂.

Мал. 71. Сірка (а) та її горіння на повітрі (б) й у кисні (в)

Реакція з магнієм. Раніше цю реакцію використовували фотографи для створення миттєвого потужного освітлення («магнієвий спалах») під час фотозйомки. У хімічній лабораторії відповідний дослід проводять так. Металевим пінцетом беруть магнієву стрічку і підпалюють на повітрі. Магній горить сліпучо-білим полум'ям (мал. 72). У результаті реакції утворюється біла тверда речовина — сполука Магнію з Оксигеном.

• Складіть рівняння реакції магнію з киснем.

Мал. 72. Магній (а) та його горіння на повітрі (б)

Реакція із залізом. Сильно розігріте залізо в чистому кисні горить. Дослід зі спалювання леза або сталевої пружинки є дуже ефектним (мал. 73). На пружинці закріплюють сірник. Потім пружинку затискують у лабораторних щипцях, а сірник спрямовують голівкою донизу і підпалюють. Коли полум'я досягне пружинки, її відразу переносять у склянку з киснем. Дно посудини заздалегідь засипають шаром піску, щоб на скло не потрапили краплі розплавленого металу. Пружинка згоряє в кисні, розкидаючи іскри у всі боки (це нагадує процес зварювання металу):

3Fe + 2O₂ =^t Fe₃O₄.

Мал. 73. Горіння сталевої пружинки в кисні

Формулу продукту реакції можна записати й так: FeO · Fe₂O₃. Крапка між двома хімічними формулами означає, що це не суміш сполук Феруму, а одна, індивідуальна сполука. Її поширена назва — залізна окалина.

Реакція з міддю. Якщо нагрівати на повітрі мідну дротинку або пластинку з очищеною до блиску поверхнею, то побачимо поступову зміну її темно-червоного («мідного») кольору на темно-сірий. Такий колір має плівка сполуки Купруму з Оксигеном, що утворюється на металі внаслідок реакції

2Cu + O₂ =^t 2CuO.

Оксиди. Продуктами всіх реакцій, розглянутих у параграфі, є бінарні сполуки елементів з Оксигеном.

Сполуку, утворену двома елементами, одним із яких є Оксиген, називають оксидом.

Склад майже всіх оксидів відповідає загальній формулі Е_mО_n, у якій індекс m може набувати значень 1 або 2.

Кожний оксид має хімічну назву, а деякі — ще й традиційні, або тривіальні¹, назви (табл. 4). Хімічна назва оксиду складається із двох слів. Першим словом є назва відповідного елемента, а другим — слово «оксид». Якщо елемент має змінну валентність, то він може утворювати кілька оксидів. Зрозуміло, що їхні назви повинні бути різними. Для цього після назви елемента вказують (без відступу) римською цифрою в дужках значення його валентності в оксиді. Приклад такої назви сполуки: хром(ІІІ) оксид (читається «хром-три-оксид»).

¹ Слово походить від латинського trivialis — звичайний.

Таблиця 4

Формули і назви деяких оксидів

У хімічних назвах оксидів відмінюється лише друге слово: магній оксиду, ферум(ІІІ) оксидом.

Якщо елемент виявляє змінну валентність, то оксид, у якому значення валентності цього елемента є для нього максимальним, називають вищим. Вищий оксид Карбону — сполука з формулою СО₂.

ВИСНОВКИ

Кисень — хімічно активна речовина. Він взаємодіє з більшістю простих речовин. Продуктами таких реакцій є сполуки елементів з Оксигеном — оксиди.

Реакції, внаслідок яких із кількох речовин утворюється одна, називають реакціями сполучення.

174. Чим різняться реакції сполучення і розкладу?

175. Виберіть серед наведених формул ті, що відповідають оксидам: O₂, NaOH, H₂O, HCl, I₂O₅, BaO.

176. Встановіть відповідність:

Формула оксиду

• 1) FeO;
• 2) Fe₂O₃;
• 3) Fe₃O₄;

Назва оксиду

• а) ферум(ІІІ) оксид;
• б) ферум(ІІ, ІІІ) оксид;
• в) ферум(ІІ) оксид.

177. Дайте хімічні назви оксидам із такими формулами:

• а) NO, Ti₂O₃, Cu₂O;
• б) Cl₂O₇, V₂O₅, CrO₃.

Зважте на те, що елементи, які утворюють ці оксиди, мають змінну валентність.

178. Запишіть формули плюмбум(IV) оксиду, хром(ІІІ) оксиду, хлор(І) оксиду, осмій(VІІІ) оксиду.

179. Допишіть формули простих речовин у схемах реакцій і складіть хімічні рівняння:

• а) ... + ... → NO;
• б) ... + ... → CaO;
• в) ... + ... → Li₂O.

180. Назвіть усі можливі значення індексу n у загальній формулі оксидів Е_mО_n, якщо: а) m = 1; б) m = 2.

181. Обчисліть масову частку Оксигену в бор оксиді.

182. Дві колби заповнили киснем. В одній колбі спалили магній, узятий у надлишку, а в іншій — надлишок сірки. Під час горіння речовин посудини були герметично закриті. У якій колбі утворився вакуум? Відповідь поясніть.