Номер 5, страница 92 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 16. Металлы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 5, страница 92.

Условие.

5. Перечислите общие химические свойства металлов.

Решение.

Решение 2.

Общие химические свойства металлов определяются их способностью легко отдавать электроны с внешнего энергетического уровня, то есть выступать в химических реакциях в качестве восстановителей. Атомы металлов при этом превращаются в положительно заряженные ионы.

Решение

Основные химические свойства металлов можно сгруппировать следующим образом:

1. Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами

Металлы реагируют со многими неметаллами, особенно при нагревании. В этих реакциях металлы являются восстановителями, а неметаллы — окислителями.

• С кислородом с образованием оксидов (а также пероксидов, надпероксидов для щелочных металлов):
  $2Mg + O_2 \xrightarrow{t} 2MgO$ (оксид магния)
  $2Na + O_2 \xrightarrow{t} Na_2O_2$ (пероксид натрия)
• С галогенами с образованием солей — галидов:
  $2Al + 3Br_2 \rightarrow 2AlBr_3$ (бромид алюминия)
• С серой с образованием сульфидов:
  $Fe + S \xrightarrow{t} FeS$ (сульфид железа(II))
• С водородом (только самые активные металлы — щелочные и щелочноземельные) с образованием гидридов:
  $Ca + H_2 \xrightarrow{t} CaH_2$ (гидрид кальция)

Ответ: Металлы реагируют с неметаллами (кислородом, галогенами, серой и др.), образуя оксиды, галиды, сульфиды и другие бинарные соединения.

2. Взаимодействие со сложными веществами

а) Взаимодействие с водой

Характер реакции зависит от активности металла, которую определяют по его положению в электрохимическом ряду напряжений металлов.

• Активные металлы (щелочные и щелочноземельные, до Mg) реагируют с водой при нормальных условиях, образуя растворимое основание (щёлочь) и водород:
  $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$
• Металлы средней активности (от Mg до H) реагируют с водой только при сильном нагревании (с водяным паром), образуя оксид металла и водород:
  $3Fe + 4H_2O_{\text{(пар)}} \xrightarrow{t} Fe_3O_4 + 4H_2 \uparrow$
• Неактивные металлы (стоящие в ряду напряжений после H), такие как медь, серебро, золото, с водой не реагируют.

Ответ: Результат взаимодействия металла с водой зависит от его активности: активные металлы образуют щёлочь и водород, металлы средней активности при нагревании образуют оксид и водород, а неактивные металлы не реагируют.

б) Взаимодействие с кислотами

Здесь также всё определяется активностью металла и свойствами самой кислоты.

• Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода (H), вытесняют его из растворов кислот-неокислителей (например, HCl, HBr, разбавленная H₂SO₄), образуя соль и газообразный водород:
  $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$
• Металлы после водорода с такими кислотами не взаимодействуют.
• С кислотами-окислителями (азотная кислота $HNO_3$ любой концентрации и концентрированная серная кислота $H_2SO_4$) реагируют почти все металлы (кроме Au, Pt). Продукты реакции зависят от активности металла и концентрации кислоты, но водород при этом никогда не выделяется. Вместо него образуются продукты восстановления кислоты ($NO_2, NO, N_2O, N_2, NH_4NO_3$ для $HNO_3$ или $SO_2, S, H_2S$ для $H_2SO_4$):
  $Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Ответ: Металлы, стоящие до водорода в ряду напряжений, реагируют с кислотами-неокислителями с выделением водорода; с кислотами-окислителями реагирует большинство металлов, но без выделения водорода.

в) Взаимодействие с растворами солей

Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. Активность сравнивается по ряду напряжений.

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu \downarrow$

(Железо активнее меди, поэтому вытесняет её из раствора сульфата меди).

Исключение составляют щелочные и щелочноземельные металлы, которые в водном растворе будут в первую очередь реагировать с водой.

Ответ: Более активные металлы вытесняют менее активные металлы из растворов их солей.

г) Взаимодействие со щелочами

Это свойство характерно для амфотерных металлов (Al, Zn, Be, Cr и др.). Они растворяются в растворах щелочей с образованием комплексных солей (гидроксокомплексов) и выделением водорода.

$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$ (тетрагидроксоалюминат натрия)

Ответ: Амфотерные металлы (Al, Zn, Be) реагируют с растворами щелочей, образуя комплексные соли и водород.