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【種花家務(wù)·化學】1-5-07堿性氧化物和酸性氧化物——『數(shù)理化自學叢書6677版』

2022-12-30 17:56 作者:山嵓 0人讀過 | 我要投稿

【閱前提示】『數(shù)理化自學叢書6677版』是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學基礎(chǔ)自學內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。??

第五章氧化物、堿、酸、鹽?

§5-7堿性氧化物和酸性氧化物

氧化物的分類

【01】我們已知道，大部分的氧化物都有相應(yīng)的水化物存在。但有些氧化物（主要是金屬的氧化物）的水化物是屬于堿類的物質(zhì)，另一些氧化物（主要是非金屬的氧化物）的水化物是屬于酸類的物質(zhì)。在前面談到酸、堿的化學性質(zhì)時，我們曾談到酸能和某些氧化物（主要是金屬的氧化物）反應(yīng)生成鹽和水；堿能和另一些氧化物（主要是非金屬的氧化物）反應(yīng)生成鹽和水?，F(xiàn)在我們根據(jù)這些不同的性質(zhì)，把氧化物分成兩類：

1、堿性氧化物

【02】凡能跟酸起反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱做堿性氧化物。堿性氧化物相應(yīng)的水化物是堿?！ご蟛糠纸饘俚难趸锒际菈A性氧化物。例如：

$%E7%A2%B1%E6%80%A7%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9%E2%80%A6%E2%80%A6%E7%9B%B8%E5%BA%94%E7%9A%84%E6%B0%B4%E5%8C%96%E7%89%A9%5C%5C%5Cleft.%5Cbegin%7Baligned%7D%0ANa_2O%E2%80%A6%E2%80%A6NaOH%20%5C%5C%0ACaO%E2%80%A6%E2%80%A6Ca(OH)_2%5C%5C%0ACuO%E2%80%A6%E2%80%A6Cu(OH)_2%0A%5Cend%7Baligned%7D%5Cright%5C%7D%E7%A2%B1%0A%0A%0A%0A%0A$

【山注，B站專欄公式代碼堿性氧化物……相應(yīng)的水化物\\\left.\begin{aligned}Na_2O……NaOH \\CaO……Ca(OH)_2\\CuO……Cu(OH)_2\end{aligned}\right\}堿】

2、酸性氧化物

【03】凡能跟堿起反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱做酸性氧化物.。酸性氧化物相應(yīng)的水化物是酸。酸性氧化物又稱“酸酐”，因為它們可以認作是相應(yīng)的酸（含氧酸）失去水以后的生成物（§5-4）。大部分非金屬的氧化物都是酸性氧化物。例如：

$%E9%85%B8%E6%80%A7%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9%E2%80%A6%E7%9B%B8%E5%BA%94%E7%9A%84%E6%B0%B4%E5%8C%96%E7%89%A9%5C%5C%5Cleft.%5Cbegin%7Baligned%7DCO_2%E2%80%A6%E2%80%A6N_2CO_3%20%5C%5CSO_3%E2%80%A6%E2%80%A6H_2SO_4%5C%5CP_2O_5%E2%80%A6%E2%80%A6H_3PO_4%5Cend%7Baligned%7D%5Cright%5C%7D%E9%85%B8$

【山注，B站專欄公式代碼酸性氧化物…相應(yīng)的水化物\\\left.\begin{aligned}CO_2……N_2CO_3 \\SO_3……H_2SO_4\\P_2O_5……H_3PO_4\end{aligned}\right\}酸】

【04】但并不是一切金屬的氧化物都是堿性氧化物，同樣，也不是一切非金屬的氧化物都是酸性氧化物。

【05】有些金屬的氧化物既能和酸反應(yīng)生成鹽和水，又能和堿反應(yīng)生成鹽和水。例如氧化鋅能分別和酸或堿發(fā)生如下的化學反應(yīng)：

$ZnO%2B2HCl%3DZnCl_2%2BH_2O%5C%5CZnO%2B2NaOH%3D%5Cmathop%7B%20Na_2ZnO_2%7D%5Climits_%7B%E9%94%8C%E9%85%B8%E9%92%A0%7D%2BH_2O$

【山注，B站專欄公式代碼ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O\\ZnO+2NaOH=\mathop{ Na_2ZnO_2}\limits_{鋅酸鈉}+H_2O】這兩個反應(yīng)生成的氯化鋅和鋅酸鈉都是鹽。

【06】從上面兩個反應(yīng)可以看出，氧化鋅在和酸反應(yīng)的時候，顯現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì)；在和堿反應(yīng)的時候，又顯現(xiàn)出酸性氧化物的性質(zhì)。象這種在一定條件下表現(xiàn)出堿性氧化物性質(zhì)，而在另外條件下又表現(xiàn)出酸性氧化物性質(zhì)的氧化物，叫做兩性氧化物。

【07】除氧化鋅外，鋁、錫、鉛等金屬氧化物，也是兩性氧化物。

【08】兩性氧化物相應(yīng)的水化物也具有兩性。例如氧化鋅相應(yīng)的水化物氫氧化鋅，在和強酸反應(yīng)時表現(xiàn)出堿的性質(zhì)，在和強堿反應(yīng)時，又表現(xiàn)出酸的性質(zhì)：

$Zn(OH)_2%2B2HCl%3DZnCl_2%2B2H_2O%5C%5CH_2ZnO_2%2B2NaOH%3DNa_2ZnO_2%2B2H_2O$

【山注，B站專欄公式代碼Zn(OH)_2+2HCl=ZnCl_2+2H_2O\\H_2ZnO_2+2NaOH=Na_2ZnO_2+2H_2O】【在這個反應(yīng)里氫氧化鋅是作為一種酸來和氫氧化鈉反應(yīng)的，因此它的分子式應(yīng)該寫成 $H_2ZnO_2$ 】

【09】象這種在一定條件下表現(xiàn)出堿的性質(zhì)，在另外條件下又表現(xiàn)出酸的性質(zhì)的氫氧化物，叫做兩性氫氧化物。

【10】和兩性氧化物相反，有些非金屬的氧化物，例如一氧化碳( $CO$ )、一氧化氮( $NO$ )等，不論和酸或堿都不能直接反應(yīng)生成鹽。稱做不成鹽氧化物。

【11】不成鹽氧化物沒有相應(yīng)的水化物存在。

【12】和不成鹽氧化物相反，堿性氧化物、酸性氧化物和兩性氧化物都能經(jīng)過直接的化學反應(yīng)生成鹽，總稱為成鹽氧化物。

【13】總上所述，氧化物可以根據(jù)它們的化學性質(zhì)，分成如下各類：

堿性氧化物和酸性氧化物的化學性質(zhì)

【14】關(guān)于堿性氧化物和酸性氧化物的化學性質(zhì)，大部分在前面幾節(jié)里都已談過。這里再系統(tǒng)歸納如下：

1、和水的反應(yīng)

【15】大部分的堿性氧化物不能和水直接發(fā)生水化反應(yīng)。只有氧化鉀( $K_2O$ )、氧化鈉( $Na_2O$ )、氧化鈣( $CaO$ )、氧化鋇( $BaO$ )等少數(shù)幾種堿性氧化物（它們的水化物是可溶性堿）能和水直接化合生成堿。

【16】酸性氧化物除二氧化硅( $SiO_2$ )外，都能和水直接化合生成相應(yīng)的水化物——含氧酸。

2、和酸或堿的反應(yīng)

【17】堿性氧化物一般不能和堿反應(yīng)，但能和酸反應(yīng)生成鹽和水。例如：

$CuO%2BH_2SO_4%3DCuSO_4%2BH_2O$ 【CuO+H_2SO_4=CuSO_4+H_2O】

【18】酸性氧化物一般不能和酸反應(yīng)，但能和堿反應(yīng)生成鹽和水。例如：

$CO_2%2B2NaOH%3DNa_2CO_3%2BH_2O$ 【CO_2+2NaOH=Na_2CO_3+H_2O】

3、堿性氧化物和酸性氧化物在一定條件下能相互化合生成鹽（含氧酸鹽）

【19】例如強熱二氧化硅( $SiO_2$ )和氧化鉛( $PbO$ )的混和物，可以得到玻璃狀的透明物質(zhì)——硅酸鉛。

$SiO_2%2BPbO%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%BC%BA%E7%83%AD%7D%5Cmathop%7BPbSiO_3%7D%5Climits_%7B%E7%A1%85%E9%85%B8%E9%93%85%7D$

【山注，B站專欄公式代碼SiO_2+PbO\mathop{=\!=}\limits^{強熱}\mathop{PbSiO_3}\limits_{硅酸鉛}】硅酸鉛是一種硅酸鹽。

堿性氧化物和酸性氧化物的一般制法

1、金屬或非金屬的直接氧化反應(yīng)。

2、不溶性堿受熱分解生成相應(yīng)的堿性氧化物

【20】不溶性堿受熱容易分解生成堿性氧化物和水，例如：

$Cu(OH)_2%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%8A%A0%E7%83%AD%7DCuO%2BH_2O%5C%5C2Fe(OH)_3%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%8A%A0%E7%83%AD%7DFe_2O_3%2B3H_2O$