Номер 2, страница 144, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Приведите несколько уравнений реакций, доказывающие восстановительные свойства кальция.

Решение

Восстановительные свойства вещества проявляются в реакциях, в которых оно отдает электроны, при этом его степень окисления повышается. Кальций (Ca), как активный щелочноземельный металл, является сильным восстановителем. В химических реакциях он отдает два электрона со своей внешней электронной оболочки, переходя из степени окисления 0 в степень окисления +2.

Продемонстрировать восстановительные свойства кальция можно несколькими уравнениями реакций, где он взаимодействует с различными окислителями.

1. Взаимодействие с неметаллами, например, с кислородом при нагревании. Кальций окисляется, образуя оксид кальция:

$2Ca^0 + O_2^0 \rightarrow 2Ca^{+2}O^{-2}$

В этой реакции атом кальция ($Ca^0$) отдает два электрона ($Ca^0 - 2e^- \rightarrow Ca^{+2}$), то есть окисляется и является восстановителем. Молекула кислорода ($O_2^0$) принимает электроны, то есть восстанавливается и является окислителем.

2. Взаимодействие с водой. Кальций активно реагирует с водой с образованием гидроксида кальция и выделением водорода:

$Ca^0 + 2H_2^{+1}o \rightarrow Ca^{+2}(OH)_2 + H_2^0 \uparrow$

Здесь кальций также повышает свою степень окисления с 0 до +2, являясь восстановителем. Окислителем выступает вода, в которой атомы водорода понижают свою степень окисления с +1 до 0.

3. Взаимодействие с кислотами. Кальций реагирует с растворами кислот (например, с соляной кислотой), вытесняя водород:

$Ca^0 + 2H^{+1}Cl^{-1} \rightarrow Ca^{+2}Cl_2^{-1} + H_2^0 \uparrow$

Кальций ($Ca^0$) окисляется до иона $Ca^{+2}$, выступая в роли восстановителя. Окислителем являются ионы водорода $H^{+}$ из кислоты, которые восстанавливаются до простого вещества — водорода $H_2$.

4. Восстановление металлов из их оксидов (металлотермия). Как более активный металл, кальций может вытеснять менее активные металлы из их оксидов при высокой температуре:

$3Ca^0 + Fe_2^{+3}O_3 \xrightarrow{t} 3Ca^{+2}o + 2Fe^0$

В этой реакции кальций отдает электроны, повышая степень окисления с 0 до +2, и восстанавливает железо из степени окисления +3 до 0. Таким образом, кальций является восстановителем, а оксид железа(III) — окислителем.

Ответ:

Уравнения реакций, доказывающие восстановительные свойства кальция:

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

$Ca + 2H_2o \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

$Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2 \uparrow$