Задание, страница 132 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 19. Металлы - химические элементы и простые вещества. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 132.

Условие.

Задание. Приведите примеры соединений металлов, проявляющих основные, амфотерные и кислотные свойства. Определите в них значение степени окисления металла.

Решение.

Решение 2.

Свойства соединений металлов (оксидов и гидроксидов) зависят от степени окисления металла. Как правило, с увеличением степени окисления металла основные свойства его оксида и гидроксида ослабевают, а кислотные — усиливаются.

Соединения с основными свойствами

Основные свойства проявляют оксиды и гидроксиды, в которых металлы имеют низкую степень окисления, обычно +1 или +2. Это, прежде всего, соединения щелочных и щелочноземельных металлов. Они реагируют с кислотами, образуя соль и воду.

Примером может служить оксид натрия ($Na_2O$). Это типичный основный оксид, который реагирует с кислотами, например, с соляной кислотой: $Na_2O + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O$

Определим степень окисления натрия в этом соединении. Степень окисления кислорода в оксидах, как правило, равна -2. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в ней равна нулю. Пусть степень окисления натрия ($Na$) равна $x$. Тогда для молекулы $Na_2O$ составляем уравнение: $2 \cdot x + (-2) = 0$ $2x = 2$ $x = +1$

Ответ: пример соединения с основными свойствами – оксид натрия ($Na_2O$), степень окисления натрия +1.

Соединения с амфотерными свойствами

Амфотерность, то есть способность проявлять и основные, и кислотные свойства, характерна для оксидов и гидроксидов металлов в промежуточных степенях окисления, чаще всего +3 и +4 (а также для некоторых металлов в степени окисления +2, например, $Zn$, $Be$, $Pb$).

Примером является оксид алюминия ($Al_2O_3$). Он реагирует как с кислотами (1), так и со щелочами (2):
(1) $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
(2) $Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$ (в растворе)

Определим степень окисления алюминия. Степень окисления кислорода равна -2. Пусть степень окисления алюминия ($Al$) равна $x$. $2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0$ $2x - 6 = 0$ $2x = 6$ $x = +3$

Ответ: пример соединения с амфотерными свойствами – оксид алюминия ($Al_2O_3$), степень окисления алюминия +3.

Соединения с кислотными свойствами

Кислотные свойства характерны для оксидов металлов в высоких степенях окисления (обычно от +5 до +7). Такие оксиды соответствуют кислородсодержащим кислотам и реагируют с основаниями.

Примером является оксид марганца(VII) ($Mn_2O_7$). Это кислотный оксид, который является ангидридом марганцовой кислоты ($HMnO_4$) и реагирует со щелочами с образованием солей — перманганатов: $Mn_2O_7 + 2KOH \rightarrow 2KMnO_4 + H_2O$

Определим степень окисления марганца. Степень окисления кислорода равна -2. Пусть степень окисления марганца ($Mn$) равна $x$. $2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = 0$ $2x - 14 = 0$ $2x = 14$ $x = +7$

Ответ: пример соединения с кислотными свойствами – оксид марганца(VII) ($Mn_2O_7$), степень окисления марганца +7.