【种花家务·化学】1-5-07碱性氧化物和酸性氧化物——『数理化自学丛书6677版』

2022-12-30 17:56 作者:山嵓 0人读过 | 我要投稿

【阅前提示】『数理化自学丛书6677版』是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第五章氧化物、碱、酸、盐

§5-7碱性氧化物和酸性氧化物

氧化物的分类

【01】我们已知道，大部分的氧化物都有相应的水化物存在。但有些氧化物（主要是金属的氧化物）的水化物是属于碱类的物质，另一些氧化物（主要是非金属的氧化物）的水化物是属于酸类的物质。在前面谈到酸、碱的化学性质时，我们曾谈到酸能和某些氧化物（主要是金属的氧化物）反应生成盐和水；碱能和另一些氧化物（主要是非金属的氧化物）反应生成盐和水。现在我们根据这些不同的性质，把氧化物分成两类：

1、碱性氧化物

【02】凡能跟酸起反应生成盐和水的氧化物称做碱性氧化物。碱性氧化物相应的水化物是碱。·大部分金属的氧化物都是碱性氧化物。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站专栏公式代码碱性氧化物……相应的水化物\\\left.\begin{aligned}Na_2O……NaOH \\CaO……Ca(OH)_2\\CuO……Cu(OH)_2\end{aligned}\right\}碱】

2、酸性氧化物

【03】凡能跟碱起反应生成盐和水的氧化物称做酸性氧化物.。酸性氧化物相应的水化物是酸。酸性氧化物又称“酸酐”，因为它们可以认作是相应的酸（含氧酸）失去水以后的生成物（§5-4）。大部分非金属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站专栏公式代码酸性氧化物…相应的水化物\\\left.\begin{aligned}CO_2……N_2CO_3 \\SO_3……H_2SO_4\\P_2O_5……H_3PO_4\end{aligned}\right\}酸】

【04】但并不是一切金属的氧化物都是碱性氧化物，同样，也不是一切非金属的氧化物都是酸性氧化物。

【05】有些金属的氧化物既能和酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水。例如氧化锌能分别和酸或碱发生如下的化学反应：

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

【山注，B站专栏公式代码ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O\\ZnO+2NaOH=\mathop{ Na_2ZnO_2}\limits_{锌酸钠}+H_2O】这两个反应生成的氯化锌和锌酸钠都是盐。

【06】从上面两个反应可以看出，氧化锌在和酸反应的时候，显现出碱性氧化物的性质；在和碱反应的时候，又显现出酸性氧化物的性质。象这种在一定条件下表现出碱性氧化物性质，而在另外条件下又表现出酸性氧化物性质的氧化物，叫做两性氧化物。

【07】除氧化锌外，铝、锡、铅等金属氧化物，也是两性氧化物。

【08】两性氧化物相应的水化物也具有两性。例如氧化锌相应的水化物氢氧化锌，在和强酸反应时表现出碱的性质，在和强碱反应时，又表现出酸的性质：

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

【山注，B站专栏公式代码Zn(OH)_2+2HCl=ZnCl_2+2H_2O\\H_2ZnO_2+2NaOH=Na_2ZnO_2+2H_2O】【在这个反应里氢氧化锌是作为一种酸来和氢氧化钠反应的，因此它的分子式应该写成 $H_2ZnO_2$ 】

【09】象这种在一定条件下表现出碱的性质，在另外条件下又表现出酸的性质的氢氧化物，叫做两性氢氧化物。

【10】和两性氧化物相反，有些非金属的氧化物，例如一氧化碳( $CO$ )、一氧化氮( $NO$ )等，不论和酸或碱都不能直接反应生成盐。称做不成盐氧化物。

【11】不成盐氧化物没有相应的水化物存在。

【12】和不成盐氧化物相反，碱性氧化物、酸性氧化物和两性氧化物都能经过直接的化学反应生成盐，总称为成盐氧化物。

【13】总上所述，氧化物可以根据它们的化学性质，分成如下各类：

碱性氧化物和酸性氧化物的化学性质

【14】关于碱性氧化物和酸性氧化物的化学性质，大部分在前面几节里都已谈过。这里再系统归纳如下：

1、和水的反应

【15】大部分的碱性氧化物不能和水直接发生水化反应。只有氧化钾( $K_2O$ )、氧化钠( $Na_2O$ )、氧化钙( $CaO$ )、氧化钡( $BaO$ )等少数几种碱性氧化物（它们的水化物是可溶性碱）能和水直接化合生成碱。

【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应的水化物——含氧酸。

2、和酸或碱的反应

【17】碱性氧化物一般不能和碱反应，但能和酸反应生成盐和水。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应，但能和碱反应生成盐和水。例如：

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

3、碱性氧化物和酸性氧化物在一定条件下能相互化合生成盐（含氧酸盐）

【19】例如强热二氧化硅( $SiO_2$ )和氧化铅( $PbO$ )的混和物，可以得到玻璃状的透明物质——硅酸铅。

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

【山注，B站专栏公式代码SiO_2+PbO\mathop{=\!=}\limits^{强热}\mathop{PbSiO_3}\limits_{硅酸铅}】硅酸铅是一种硅酸盐。

碱性氧化物和酸性氧化物的一般制法

1、金属或非金属的直接氧化反应。

2、不溶性碱受热分解生成相应的碱性氧化物

【20】不溶性碱受热容易分解生成碱性氧化物和水，例如：

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