Номер 2, страница 124 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Вопросы в начале параграфа. Параграф 27. Обзор металлических элементов А-групп. Глава VI. Металлы - номер 2, страница 124.

Условие.

• Какие химические свойства характерны для металлов?

Решение.

Решение 2.

Основное и наиболее общее химическое свойство металлов — их способность быть восстановителями. В химических реакциях атомы металлов легко отдают электроны со своей внешней электронной оболочки, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы). Этот процесс можно выразить общей схемой: $Me^0 - ne^- \rightarrow Me^{n+}$ (где $Me$ — металл, $n$ — число отданных электронов).

Это основное свойство проявляется в следующих характерных реакциях:

Взаимодействие с простыми веществами — неметаллами

Металлы реагируют со многими неметаллами (кислородом, галогенами, серой, азотом и др.), особенно при нагревании. В этих реакциях они выступают восстановителями, а неметаллы — окислителями.
- С кислородом образуются оксиды (для щелочных и некоторых щелочноземельных металлов — пероксиды или надпероксиды):
$2Mg + O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2MgO$ (оксид магния)
- С галогенами образуются соли — галогениды:
$2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2FeCl_3$ (хлорид железа(III))
- С серой образуются сульфиды:
$2Al + 3S \xrightarrow{t^\circ} Al_2S_3$ (сульфид алюминия)

Ответ: Металлы реагируют с неметаллами, образуя бинарные соединения (оксиды, сульфиды, галогениды), в которых металл проявляет положительную степень окисления.

Взаимодействие с водой

Характер реакции зависит от активности металла, которую можно определить по его положению в электрохимическом ряду напряжений металлов.
- Активные металлы (щелочные и щелочноземельные, стоящие в ряду до магния) реагируют с водой при комнатной температуре, образуя гидроксид (щёлочь) и водород:
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$
- Металлы средней активности (от магния до водорода) реагируют с водой только при сильном нагревании (с водяным паром), образуя оксид металла и водород:
$Zn + H_2O(\text{пар}) \xrightarrow{t^\circ} ZnO + H_2\uparrow$
- Неактивные металлы (стоящие в ряду после водорода, например, Cu, Ag, Au, Pt) с водой не реагируют.

Ответ: Активность взаимодействия металлов с водой уменьшается в ряду напряжений; продуктами реакции могут быть гидроксид и водород (для активных металлов) или оксид и водород (для металлов средней активности).

Взаимодействие с кислотами

Продукты реакции зависят как от активности металла, так и от свойств кислоты.
- С растворами неокисляющих кислот (например, соляной $HCl$, разбавленной серной $H_2SO_4$) реагируют металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода. При этом образуются соль и выделяется газообразный водород:
$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$
- С кислотами-окислителями (азотной $HNO_3$ любой концентрации и концентрированной серной $H_2SO_4$) реагируют почти все металлы (кроме золота и платины). Водород в этих реакциях не выделяется. Вместо него образуются вода и продукт восстановления кислоты ($SO_2, H_2S, NO_2, NO, N_2O, N_2, NH_4NO_3$):
$Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

Ответ: Металлы, стоящие до водорода в ряду напряжений, вытесняют его из неокисляющих кислот. С кислотами-окислителями реакции идут по иному механизму без выделения водорода.

Взаимодействие с растворами солей

Более активные металлы способны вытеснять менее активные металлы из растворов их солей. Активность также определяется положением в ряду напряжений.
Например, цинк (более активный) вытесняет медь (менее активную) из раствора сульфата меди(II):
$Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu\downarrow$
Следует отметить, что самые активные металлы (щелочные и щелочноземельные) в водном растворе соли будут реагировать в первую очередь с водой.

Ответ: Более активный металл вытесняет менее активный из водного раствора его соли.