Номер 1, страница 177 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Готовимся к ЕГЭ. Глава 5. Металлы и неметаллы - номер 1, страница 177.

Условие.

1. Выберите реагенты, при взаимодействии (или в ходе разложения) которых образуется водород.

1) $Li + H_2O \rightarrow$

2) $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t}$

3) $HCl + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow$

4) $NaH + H_2O \rightarrow$

5) $Fe + HNO_3 \rightarrow$

6) $Al + NaOH + H_2O \rightarrow$

Ответ:

Решение.

Решение 2.

Проанализируем каждую из предложенных реакций на предмет образования водорода ($H_2$).

1) $Li + H_2O \rightarrow$

Литий ($Li$) — это активный щелочной металл. При взаимодействии с водой ($H_2O$) происходит реакция замещения, в ходе которой литий вытесняет водород из воды. Продуктами реакции являются гидроксид лития ($LiOH$) и газообразный водород ($H_2$). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2 \uparrow$

Ответ: В данной реакции образуется водород.

2) $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t}$

Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) является нерастворимым в воде основанием. При нагревании (обозначено буквой $t$ над стрелкой) он подвергается термическому разложению. В результате образуются оксид меди(II) ($CuO$) и вода ($H_2O$). Уравнение реакции:

$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

Ответ: В данной реакции водород не образуется.

3) $HCl + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow$

Эта реакция является окислительно-восстановительной. Перманганат калия ($KMnO_4$) в кислой среде (созданной серной кислотой, $H_2SO_4$) выступает в роли сильного окислителя. Он окисляет ионы хлора $Cl^-$ из соляной кислоты ($HCl$) до молекулярного хлора ($Cl_2$). Марганец в $KMnO_4$ (степень окисления +7) восстанавливается до $Mn^{2+}$. Уравнение реакции:

$10HCl + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5Cl_2 \uparrow + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

Ответ: В данной реакции образуется газообразный хлор, а не водород.

4) $NaH + H_2O \rightarrow$

Гидрид натрия ($NaH$) — это гидрид активного металла, в котором водород находится в степени окисления -1 (гидрид-ион $H^-$). При реакции с водой ($H_2O$), где водород имеет степень окисления +1, происходит окислительно-восстановительная реакция. Гидрид-ион окисляется, а водород из воды восстанавливается, образуя молекулярный водород ($H_2$). Также образуется гидроксид натрия ($NaOH$). Уравнение реакции:

$NaH + H_2O \rightarrow NaOH + H_2 \uparrow$

Ответ: В данной реакции образуется водород.

5) $Fe + HNO_3 \rightarrow$

Азотная кислота ($HNO_3$) является сильным окислителем. При ее реакции с металлами, такими как железо ($Fe$), водород, как правило, не выделяется. Вместо ионов водорода $H^+$ восстанавливается азот $N^{+5}$ из нитрат-иона $NO_3^-$. Продукты восстановления азота зависят от концентрации кислоты (например, $NO_2$ для концентрированной или $NO$ для разбавленной), но это не водород. Уравнение для реакции с разбавленной кислотой:

$Fe + 4HNO_3(разб.) \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO \uparrow + 2H_2O$

Ответ: В данной реакции водород не образуется.

6) $Al + NaOH + H_2O \rightarrow$

Алюминий ($Al$) — это амфотерный металл. Он может реагировать как с кислотами, так и со щелочами. При взаимодействии алюминия с водным раствором гидроксида натрия ($NaOH$) происходит реакция, в которой вода выступает в роли окислителя. Алюминий окисляется, образуя комплексную соль (тетрагидроксоалюминат натрия $Na[Al(OH)_4]$), а водород из воды восстанавливается до молекулярного водорода ($H_2$). Уравнение реакции:

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

Ответ: В данной реакции образуется водород.

Таким образом, реакции, в результате которых образуется водород, это реакции под номерами 1, 4 и 6.

Ответ: 146