氧化物
銅臭 / 2022-07-18
一、氧化物的組成和命名
氧化物是由氧和另一種元素(金屬或非金屬)組成的化合物。大部分的金屬和非金屬，都可以直接和氧起化學(xué)反應(yīng)，生成氧化物。例如金屬鎂和氧化合生成氧化鎂，非金屬碳和氧化合生成二氧化碳。氧化物分子式的寫(xiě)法是把和氧化合的元素寫(xiě)在前面，氧寫(xiě)在后面;然后根據(jù)化合價(jià)規(guī)則，使氧化物分子中另一種元素的化合價(jià)總數(shù)等于氧元素的化合價(jià)總數(shù)。例如Na?O、MgO、 Fe?O?、CO?、 P?O?和SO?等。
氧化物的命名，通常在“氧化”兩字的后面，加上某元素的名稱。如果和氧化合的某元素有兩種化合價(jià)，則低價(jià)氧化物叫“氧化亞某”,高價(jià)氧化物叫“氧化某”。例如FeO叫氧化亞鐵，F(xiàn)e:O3叫氧化鐵。氧化物也可以用數(shù)字來(lái)命名，例如MnO2叫做二氧化錳，F(xiàn)e?O?也叫做三氧化二鐵，CO叫做一氧化碳等。
二、 氧化物的分類和性質(zhì)
氧化物和水作用生成的產(chǎn)物叫氧化物的水化物。根據(jù)氧化物及其水化物的酸堿性，可將氧化物分為堿性、酸性和兩性氧化物。
1.堿性氧化物。凡能和酸作用生成鹽和水的氧化物，稱為堿 性氧化物。大多數(shù)金屬氧化物如Na?O、MgO、CaO、 CaO 等都是堿性氧化物。堿性氧化物的主要化學(xué)性質(zhì)如下:
(1)和酸作用。這種氧化物所以稱為堿性氧化物就是因?yàn)樗芘c酸作用生成鹽和水。例如氧化鈣能與鹽酸作用，生成氯化鈣和水:
CaO+ 2HCl=CaCl?+H?O
這個(gè)反應(yīng)與酸堿中和反應(yīng)類似，不同的只是反應(yīng)物一個(gè)是氧化 物，一個(gè)是堿。 用酸清洗鋼鐵表面的氧化物，就是利用這一性質(zhì)。
(2)和水作用。只有活潑金屬的氧化物(如K?O、Na?O、 BaO和CaO等)，能與水直接化合生成堿， 如:
Na?O+H?O=2NaOH
CaO+H?O=Ca(OH)?
其它多數(shù)喊性氧化物，如CuO和Fe,Oj等則難落于水， 但它們相應(yīng)的水化物都是堿。這些堿只能用可溶性的堿和相應(yīng)的鹽來(lái)制取，例如:
2NaOH+CuSO?=Cu(OH)?+Na?SO?
3NaOH+ FeCI?=Fe(OH)?+3NaCl
(3)和酸性氧化物作用。同下面酸性氧化物。
2.酸性氧化物。凡能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱為酸性氧化物。大多數(shù)非金屬的氧化物如SO?、SO?、SiO?和P?O?等都是酸性氧化物;具有變價(jià)金屬的氧化物，如三氧化二鉻(Cr?O?) 和七氧化二錳( Mn?O?)等也是酸性氧化物。在常溫下，酸性氧 化物有的是氣體如CO?和SO?等，有的是固體如SiO?、P?O? 和Cr?O?等。酸性氧化物的主要化學(xué)性質(zhì)為:
(1)和堿作用。酸性氧化物和堿作用和酸堿中和反應(yīng)類似，生成物都是鹽和水，只是酸性氧化物代替了酸。例如二氧化碳?xì)怏w是酸性氧化物，它可與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水:
2KOH+CO?=K?CO?+H?O
(2)和水作用。大多數(shù)酸性氧化物能和水化合生成相應(yīng)的含氧酸，如:
CO?+H?O=H?CO?
SO?+H?O=H?SO?
含氧酸失去水后就成為酸性氧化物，因此酸性氧化物又叫酸酐。例如CO?叫碳酸酐，SO?叫硫酸酐。
有些酸性氧化物不溶于水，因此制取它們相應(yīng)的酸時(shí)，需用其可溶性鹽和強(qiáng)酸反應(yīng)取得。如用硅酸鈉和鹽酸作用制取硅酸:
Na?SiO?+2HCl= H?SiO?+2NaCl
(3)和堿性氧化物作用。酸性氧化物和堿性氧化物可以互相化合生成鹽，如二氧化硅和氧化鈣在高溫時(shí)化合生成硅酸鈣，五氧化二磷和氧化鈣高溫時(shí)化合生成磷酸鈣:
在冶煉鋼鐵時(shí)，常利用前一反應(yīng)除去鐵礦石里混有的二氧化硅;利用后一反應(yīng)，可除去生鐵中的有害雜質(zhì)磷。
3.兩性氧化物。凡既能和酸又能和堿起反應(yīng)生成鹽和水的氧 化物稱為兩性氧化物，如氧化錯(cuò)( Al?O?)和氧化鋅(ZnO)。兩性氧化物的化學(xué)性質(zhì)為:
(1)和酸作用。兩性氧化物和強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水，如氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水:
Al?O?+6HCl=2AlCl?+3H?O
(2)和堿作用。兩性氧化物和強(qiáng)堿反應(yīng)也生成鹽和水，如氧化鋁與氫氧化鈉作用生成偏鋁酸鈉和水:
Al?O?+2NaOH=2NaAlO?+H?O
兩性氧化物相應(yīng)的水化物是兩性氫氧化物，如Al(OH)?和Zn(OH)?。這些兩性氧化物遇強(qiáng)酸(如HCI等)呈弱堿性 {Al(OH)?、Zn(OH)?}, 遇強(qiáng)堿(如NaOH等)則呈弱酸性 (H?AIO?、H?ZnO?)如，
Al(OH)?+3HCl=AICI?+3H?O
HAIO?+ NaOH=NaAlO?+H?O
由于兩性氧化物一般不溶于水，因此相應(yīng)的兩性氫氧化物由相應(yīng)的可溶性鹽和堿來(lái)制取，或用相應(yīng)的鹽和水作用(即水解，見(jiàn)第七章)來(lái)制取，如:
AlCl?+3NH?OH=Al(OH)?↓+3NH?Cl
三、電廠中一些常用的氧化物
電廠中常用的堿性氧化物為氧化鈣和氧化鎂等(用作水處理藥劑)，常見(jiàn)的酸性氧化物為二氧化碳和二氧化硅等(將在下冊(cè)中闡述)。下面扼要介紹氧化鈣和氧化鎂。
1.氧化鈣(CaO)。氧化鈣俗稱生石灰，是一種白色固體。工業(yè)上生產(chǎn)生石灰是用焦炭或煙煤作燃料，在石灰窯里煅燒石灰 石(主要成分是CaCO?)而得:
像這樣由一種物質(zhì)經(jīng)反應(yīng)生成兩種或兩種以上新物質(zhì)的反應(yīng)，叫做分解反應(yīng)。
氧化鈣是堿性氧化物，它具有堿性氧化物的共同性質(zhì)，與水作用生成相應(yīng)的堿(氫氧化鈣)。
氧化鈣也可吸收空氣中的水分而生成氫氧化鈣(即消石灰),因此氧化鈣常用作干燥劑。
CaO是制造電石的原料，它同煤粉在電爐中加熱至3000°C左右，即可制得碳化鈣(CaC?,俗稱電石):
氧化鈣除上列用途外，還可消化成氫氧化鈣，用作建筑材料和處理水的藥劑。
2.氧化鎂(MgO)。氧化鎂(又名菱苦土)是堿性氧化物。 它是一種松軟的白色粉末，熔點(diǎn)很高( 2800°C)。
氧化鎂是一種重要的堿性耐火材料，常用來(lái)制作耐火磚和坩堝等;在電廠水處理工藝中，用為除硅的藥劑。
工業(yè)上用煅燒菱鎂礦的方法制取氧化鎂：
在學(xué)習(xí)了堿、酸、鹽和氧化物的化學(xué)性質(zhì)以后，我們可以清 楚地知道它們之間既有差異，又有聯(lián)系。在一定條件下， 它們能互相反應(yīng)。這些物質(zhì)之間的相互關(guān)系，如圖2-1所示。
圖2-1中所列各類物質(zhì)之間相互作用的關(guān)系，反映了各種物質(zhì)的性質(zhì)和它們之間相互反應(yīng)的可能性。掌握這些基本知識(shí)，有利于我們了解和研究一些化學(xué)現(xiàn)象， 并且對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)是十分必要的。
閩ICP備15011996號(hào)-4
|
閩公網(wǎng)安備35040002000218號(hào)
|