Номер 6, страница 129, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Сравните реакции щелочных металлов с водой и кислотами. Составьте уравнения соответствующих реакций и покажите переход электронов.

Щелочные металлы (элементы IA-группы) являются химически очень активными элементами и сильными восстановителями. Они энергично вступают в реакции как с водой, так и с кислотами, замещая в них водород. Эти реакции являются окислительно-восстановительными.

Решение

Реакция щелочных металлов с водой

Щелочные металлы бурно реагируют с водой, образуя щёлочь (гидроксид металла) и выделяя газообразный водород. Реакция является сильно экзотермической, её активность возрастает в группе сверху вниз (от лития к цезию).

Рассмотрим реакцию на примере натрия (Na):

Уравнение реакции:

$2Na + 2H_2o \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

Переход электронов:

В этой реакции атом натрия выступает в роли восстановителя, он отдает электрон. Атом водорода в составе молекулы воды является окислителем, он принимает электрон.

$Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^+$ | 2 | процесс окисления (восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 1 | процесс восстановления (окислитель)

Ответ: При взаимодействии с водой щелочные металлы образуют щёлочь и водород, например: $2Na + 2H_2o \rightarrow 2NaOH + H_2$. В ходе реакции металл окисляется ($Na^0 \rightarrow Na^+$), а водород из воды восстанавливается ($2H^{+1} \rightarrow H_2^0$).

Реакция щелочных металлов с кислотами

Реакции щелочных металлов с кислотами протекают ещё более энергично, чем с водой, часто со взрывом. Это обусловлено очень высокой концентрацией ионов водорода $H^+$ в кислотах, которые являются сильным окислителем. В результате реакции образуются соль и водород.

Рассмотрим реакцию на примере калия (K) и соляной кислоты (HCl):

Уравнение реакции:

$2K + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2\uparrow$

Переход электронов:

Атом калия является восстановителем, а ион водорода из кислоты — окислителем.

$K^0 - 1e^- \rightarrow K^+$ | 2 | процесс окисления (восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 1 | процесс восстановления (окислитель)

Ответ: При взаимодействии с кислотами щелочные металлы образуют соль и водород, например: $2K + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2$. В ходе реакции металл окисляется ($K^0 \rightarrow K^+$), а водород из кислоты восстанавливается ($2H^{+1} \rightarrow H_2^0$).

Сравнение реакций

Общие черты:

- Обе реакции являются окислительно-восстановительными, протекают по типу замещения.

- Щелочной металл всегда является восстановителем, окисляясь от степени окисления 0 до +1.

- Окислителем в обоих случаях выступают ионы водорода ($H^+$).

- Общим продуктом является газообразный водород ($H_2$).

- Обе реакции — экзотермические.

Различия:

- Продукты реакции: При реакции с водой, помимо водорода, образуется щёлочь (гидроксид металла), а при реакции с кислотой — соль.

- Интенсивность: Реакция с кислотами протекает значительно быстрее и энергичнее (часто со взрывом) по сравнению с реакцией с водой. Это связано с тем, что концентрация окислителя — ионов водорода $H^+$ — в кислотах на много порядков выше, чем в воде.