Оксиды щелочных металлов

Оксид — это сложное вещество, состоящее из двух химических элементов, один из которых является кислородом в степени окисления -2.

Оксиды могут быть солеобразующими и несолеобразующими. Солеобразующие оксиды при взаимодействии с кислотами или основаниями образуют соли. Несолеобразующие оксиды не вступают в такие реакции. К ним относятся CO, SiO, N2O, NO.

В 8 классе вы уже познакомились с некоторыми оксидами. Например, с водой (H2O), угарным газом (CO) и углекислым газом (CO2). Сегодня мы поговорим об оксидах щелочных металлов.

К щелочным металлам относятся элементы I группы главной подгруппы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева: литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr).

Все щелочные металлы очень активны, быстро окисляются на воздухе, а при взаимодействии с водой образуют щёлочи. Щелочные металлы легко отдают электроны, поэтому являются сильными восстановителями.

Щелочные металлы образуют основные оксиды. Это значит, что они взаимодействуют с кислотными оксидами и кислотами, образуя соли. Основные оксиды также реагируют с водой, но только оксиды наиболее активных металлов — лития, натрия и калия.

Общая формула оксидов щелочных металлов — Ме2О, где Ме — химический символ щелочного металла.

Рассмотрим химические свойства оксидов на примере оксида натрия (Na2O).

1. Взаимодействие с кислотными и амфотерными оксидами:Na2O + SO3 → Na2SO4

2. Взаимодействие с кислотами:Na2O + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

3. Взаимодействие с водой:Na2O + Н2О → 2NaOH

Обратите внимание, что оксид лития реагирует с водой более спокойно, чем оксид натрия. Реакция оксида лития с водой протекает медленно, если оксид поместить в воду комнатной температуры. Если же нагреть оксид до температуры выше 100 °С, то реакция будет протекать бурно.

Получение оксидов:

• Оксид лития получают путём взаимодействия металлического лития с кислородом:4Li + O2 → 2Li2O
• Остальные оксиды получают прокаливанием пероксида, карбоната или гидроксида соответствующего металла:2NaNO3 → 2NaNO2 + O2

Применение оксидов:

• Оксиды натрия и калия используются как компоненты флюсов при пайке и варке стекла.
• Оксид натрия применяется для синтеза других соединений натрия, например, гидроксида и карбоната. Также он используется в качестве катализатора в органических синтезах.
• Пероксид натрия используется как дезинфицирующее средство.
• Надпероксид калия применяется в регенерации воздуха на подводных лодках и космических кораблях.

Вопросы для закрепления:

1. Что такое оксид?
2. Какие бывают оксиды?
3. Приведите примеры оксидов.
4. Какие химические элементы относятся к щелочным металлам?
5. Как щелочные металлы реагируют с кислородом?
6. Напишите общую формулу оксидов щелочных металлов.
7. Какими химическими свойствами обладают основные оксиды?
8. Как можно получить оксиды щелочных металлов?
9. Где применяются оксиды щелочных металлов?

Теперь давайте рассмотрим несколько примеров задач по теме «Оксиды щелочных металлов».

Задача 1. Вычислите массу оксида лития, который образуется при взаимодействии 7 г лития с достаточным количеством кислорода.Решение:Уравнение реакции: 4Li + O2 = 2Li2O.Найдём количество вещества лития: n(Li) = m / M = 7 / 6,94 = 1 моль.По уравнению реакции n(Li):n(Li2O) = 4:2, следовательно, n(Li2O) = ½ n(Li) = 0,5 моль.Тогда m(Li2O) = n M = 0,5 29,88 = 14,94 г.Ответ: масса оксида лития равна 14,94 грамма.

Задача 2. Рассчитайте массу оксида калия, которая потребуется для получения 15,8 г сульфата калия.Решение:Запишем уравнение реакции: K2O + H2SO4 = K2SO4 + H2O.Из уравнения реакции следует, что n(K2O):n(K2SO4) = 1:1, следовательно, n(K2O) = n(K2SO4) = m/M = 15,8 / 174,26 = 0,09 моль.Масса оксида калия: m(K2O) = nM = 0,09 94,19 = 8,48 г.Ответ: потребуется 8,48 грамма оксида калия.