氧化物 思维导图
中心主题：氧化物
定义与通式
- 核心概念：由 两种元素 组成，其中一种是 氧元素，另一种是 电负性比氧小的元素（或某些非金属元素）的化合物。
- 通式：RₓOᵧ (R 代表另一种元素)
- 特例：过氧化物 (如 Na₂O₂, H₂O₂) 和超氧化物 (如 KO₂) 中，氧元素的氧化态为 -1。
分类
这是氧化物的核心分类方式,依据其与酸/碱的反应性。
| 分类依据 | 酸性氧化物 | 碱性氧化物 | 两性氧化物 | 不成盐氧化物 / 中性氧化物 |
|---|---|---|---|---|
| 定义 | 能与碱反应生成盐和水的氧化物。 | 能与酸反应生成盐和水的氧化物。 | 既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 | 既不能与酸反应，也不能与碱反应生成盐和水的氧化物。 |
| 对应元素 | 非金属氧化物 (除少数例外) | 金属氧化物 (活泼金属氧化物) | 金属氧化物 (金属活动性表中位于中间位置的金属氧化物) | 非金属氧化物 (少数) |
| 典型代表 | - 非金属氧化物：CO₂, SO₂, SO₃, P₂O₅, SiO₂ - 某些高价金属氧化物：Mn₂O₇, CrO₃ |
- 碱金属/碱土金属氧化物：Na₂O, K₂O, CaO, MgO, BaO - 某些过渡金属氧化物：CuO, Fe₂O₃ |
- Al₂O₃ (氧化铝) - ZnO (氧化锌) - PbO (氧化铅) - SnO (氧化亚锡) |
- CO, NO, N₂O |
| 化学性质 | 与碱反应：CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O与碱性氧化物反应： CO₂ + Na₂O → Na₂CO₃大多数能与水反应生成含氧酸： SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (SiO₂除外) |
与酸反应：CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O与酸性氧化物反应： CaO + CO₂ → CaCO₃大多数能与水反应生成碱： CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (CuO, Fe₂O₃等除外) |
与酸反应：Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O与碱反应： Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O (偏铝酸钠) |
不与酸或碱反应生成盐和水。 |
| 水化物 | 含氧酸 | 碱 | 两性氢氧化物 | - |
主要性质总结
-
氧化性
- 定义：在反应中得电子，化合价降低的性质。
- 代表物：
- CO (还原性为主，但在特定条件下如
3CO + Fe₂O₃ 高温 2Fe + 3CO₂中体现氧化性) - NO (还原性为主，但在
2NO + O₂ → 2NO₂中体现氧化性) - Mn₂O₇, CrO₃ (强氧化性，不稳定)
- CO (还原性为主，但在特定条件下如
-
还原性
- 定义：在反应中失电子，化合价升高的性质。
- 代表物：
- CO (重要还原剂，用于冶炼金属)
- H₂ (还原剂)
- 低价态金属氧化物：FeO, Cu₂O
-
稳定性
- 活泼金属氧化物 (如 Na₂O, CaO) 非常稳定。
- 不活泼金属氧化物 (如 Ag₂O, HgO) 受热易分解：
2HgO △ 2Hg + O₂↑ - 非金属氧化物 (如 NO, CO) 在常温下较稳定，但如 NO₂ 易分解。
-
水合性
- 能与水直接反应生成对应的酸或碱的氧化物：
- 酸性氧化物：SO₂, SO₃, P₂O₅ 等。
- 碱性氧化物：Na₂O, K₂O, CaO, BaO 等。
- 不能与水直接反应的氧化物：
SiO₂ (酸性)，Al₂O₃, ZnO (两性)，CuO, Fe₂O₃ (碱性)。
- 能与水直接反应生成对应的酸或碱的氧化物：
重要的氧化物及其应用
| 氧化物 | 主要性质 | 重要应用 |
|---|---|---|
| H₂O (水) | - | 生命之源，溶剂，化工原料，能源 (水力发电) |
| CO₂ (二氧化碳) | 酸性氧化物，不支持燃烧 | - 灭火器 (隔绝氧气) - 制冷剂 (干冰) - 化工原料 (制纯碱、尿素、汽水) - 植物光合作用 |
| CO (一氧化碳) | 不成盐氧化物，剧毒，强还原性 | - 气体燃料 (煤气) - 冶金工业 (还原剂，如炼铁) |
| SiO₂ (二氧化硅) | 酸性氧化物，原子晶体，硬度大，熔点高 | - 光导纤维 (信息传输) - 建筑材料 (玻璃、陶瓷、石英砂) - 电子工业 (芯片、半导体材料) |
| CaO (氧化钙) | 碱性氧化物，与水剧烈反应 | - 生石灰，作干燥剂 - 建筑材料 (水泥、石灰) - 改良酸性土壤 |
| Fe₂O₃ (氧化铁/三氧化二铁) | 碱性氧化物，红棕色 | - 红色颜料 (铁红) - 炼铁原料 (赤铁矿) |
| Al₂O₃ (氧化铝) | 两性氧化物，高硬度，高熔点 | - 耐火材料 (坩埚、耐高温砖) - 人造刚玉 (作砂纸、轴承) - 电解铝 的原料 - 蓝宝石/红宝石 的主要成分 |
| ZnO (氧化锌) | 两性氧化物 | - 橡胶工业 (作补强剂) - 涂料 (锌白颜料) - 医药 (软膏，收敛剂) |
| MnO₂ (二氧化锰) | 两性氧化物，强氧化性 | - 干电池 的正极材料 - 催化剂 (如氯酸钾制氧气) |
相关概念辨析
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氧化物 vs. 过氧化物 vs. 超氧化物
- 氧化物：O 元素显 -2 价 (如 H₂O, CaO)。
- 过氧化物：含有过氧离子 O₂²⁻，O 元素显 -1 价 (如 Na₂O₂, H₂O₂)。
- 超氧化物：含有超氧离子 O₂⁻，O 元素平均显 -1/2 价 (如 KO₂)。
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酸性氧化物 vs. 非金属氧化物
- 关系：酸性氧化物 大部分 是非金属氧化物。
- 例外：
- 非金属氧化物但不是酸性氧化物：CO, NO, N₂O (不成盐氧化物)。
- 金属氧化物但不是碱性氧化物：Mn₂O₇, CrO₃ (酸性氧化物)。
