Номер 2, страница 41 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Как получают оксиды?

Оксиды — это бинарные соединения химических элементов с кислородом в степени окисления -2. Существует несколько основных способов их получения, как в промышленности, так и в лаборатории.

1. Взаимодействие простых веществ (металлов и неметаллов) с кислородом

Это один из наиболее распространенных способов получения оксидов. Большинство металлов (кроме золота, платины) и неметаллов взаимодействуют с кислородом при нагревании (горят), образуя соответствующие оксиды.
Примеры:
• Горение магния в кислороде с образованием оксида магния: $2Mg + O_2 \xrightarrow{t^{\circ}C} 2MgO$.
• Горение серы с образованием оксида серы(IV): $S + O_2 \xrightarrow{t^{\circ}C} SO_2$.
Стоит отметить, что активные металлы, например, натрий, при горении образуют преимущественно пероксид ($2Na + O_2 \rightarrow Na_2O_2$), а не оксид.
Ответ: Оксиды получают прямым взаимодействием большинства простых веществ с кислородом, как правило, при нагревании.

2. Горение (окисление кислородом) сложных веществ

Оксиды можно получить при сжигании бинарных соединений (например, сульфидов, гидридов, карбидов) или органических веществ. В результате реакции образуются оксиды тех элементов, которые входили в состав исходного сложного вещества.
Примеры:
• Обжиг пирита (сульфида железа(II)) — один из промышленных способов получения оксида серы(IV): $4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t^{\circ}C} 2Fe_2O_3 + 8SO_2$.
• Горение метана, основного компонента природного газа: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$.
Ответ: Оксиды получают путем сжигания в кислороде сложных неорганических и органических веществ.

3. Термическое разложение сложных веществ

Многие сложные вещества при нагревании неустойчивы и разлагаются с образованием одного или нескольких оксидов. К таким веществам относятся нерастворимые основания, некоторые кислоты и соли кислородсодержащих кислот.
Примеры:
• Разложение нерастворимых оснований (гидроксидов): $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^{\circ}C} CuO + H_2O$. (Гидроксиды щелочных металлов, например, NaOH, термически устойчивы).
• Разложение некоторых кислот: Кремниевая кислота разлагается на оксид кремния(IV) и воду: $H_2SiO_3 \xrightarrow{t^{\circ}C} SiO_2 + H_2O$.
• Разложение солей: Карбонат кальция (известняк) разлагается на оксид кальция и углекислый газ: $CaCO_3 \xrightarrow{t^{\circ}C} CaO + CO_2\uparrow$.
Ответ: Оксиды получают путем термического разложения нерастворимых оснований, некоторых кислот и солей.

4. Окислительно-восстановительные реакции

Оксиды могут быть получены в ходе реакций, где изменяются степени окисления элементов. Это может быть как окисление соединений с более низкой степенью окисления, так и восстановление с более высокой.
Примеры:
• Окисление низших оксидов: Каталитическое окисление оксида серы(IV) в оксид серы(VI) — ключевая стадия в производстве серной кислоты: $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$.
• Восстановление высших оксидов: При высоких температурах углекислый газ может быть восстановлен углеродом (коксом) до угарного газа: $CO_2 + C \xrightarrow{t^{\circ}C} 2CO$.
• Взаимодействие металлов с кислотами-окислителями: Реакция меди с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию оксида азота(IV) и оксида водорода (воды): $Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$.
Ответ: Оксиды получают в результате окислительно-восстановительных реакций, таких как окисление низших оксидов, восстановление высших оксидов или взаимодействие металлов с кислотами-окислителями.

5. Реакции обмена, приводящие к образованию оксида

Некоторые оксиды, особенно кислотные, можно получить в результате реакций обмена, если образующийся оксид является летучим или получается из нерастворимой кислоты.
Примеры:
• Действие сильной кислоты на соль слабой летучей кислоты: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$. Образующаяся угольная кислота ($H_2CO_3$) неустойчива и сразу разлагается на воду и углекислый газ.
• Получение нерастворимого оксида через осаждение и последующее разложение: $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2SiO_3\downarrow$. Полученную кремниевую кислоту затем прокаливают: $H_2SiO_3 \xrightarrow{t^{\circ}C} SiO_2 + H_2O$.
Ответ: Оксиды (чаще кислотные) можно получить в результате реакций обмена, в ходе которых образуется неустойчивая кислота, разлагающаяся на оксид и воду, или нерастворимая кислота, которую затем прокаливают до оксида.