Номер А, страница 44 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Как металлы реагируют с кислотами?

2. Определите элементы, для которых приведены схемы электронного строения атомов:

$(+11)$ )))

2 8 1

$(+15)$ )))

2 8 5

3. Какой из элементов, приведенных в 1-м вопросе, склонен отдавать, а какой – принимать электроны? Почему?

4. Для элементов, определенных в 1-м вопросе, укажите, как образуются ионы и составьте формулу вещества, образуемого этими ионами по методу «нулевой суммы».

1. Существует несколько основных способов защиты металлов от коррозии – процесса их разрушения в результате химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Основные методы включают:

• Нанесение защитных покрытий. Это самый распространенный метод. Покрытия бывают неметаллическими (лаки, краски, эмали, пластмассы, масла) и металлическими. Металлические покрытия (цинкование, хромирование, никелирование) создают на поверхности защищаемого изделия слой другого, более коррозионно-стойкого металла.

• Легирование. В состав металла вводят специальные добавки (легирующие элементы), которые повышают его коррозионную стойкость. Классическим примером является нержавеющая сталь, содержащая хром и никель.

• Электрохимическая защита. Этот метод изменяет электродные процессы на поверхности металла. Примером является протекторная защита, когда к защищаемому объекту (например, корпусу корабля) присоединяют более активный металл (протектор из цинка или магния), который будет корродировать вместо основной конструкции.

• Изменение свойств коррозионной среды. Если возможно, изменяют саму среду, делая ее менее агрессивной. Например, удаляют из воды кислород или добавляют в среду ингибиторы – вещества, которые замедляют или полностью останавливают процесс коррозии.

Ответ: Металл можно защитить от коррозии с помощью защитных покрытий, легирования, методов электрохимической защиты и путем изменения свойств окружающей среды.

2. Металлы и неметаллы кардинально различаются по электронному строению их атомов, что определяет их химические свойства:

• Валентные электроны. Атомы металлов, как правило, имеют на внешнем (валентном) электронном слое небольшое число электронов, обычно от 1 до 3. Атомы неметаллов, напротив, имеют на внешнем слое от 4 до 8 электронов (за исключением водорода и гелия).

• Способность к отдаче/приему электронов. Благодаря малому числу валентных электронов и относительно низким энергиям ионизации, атомы металлов легко отдают эти электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы), например, $Na - 1e^- \rightarrow Na^+$. Атомы неметаллов, имея почти заполненный внешний слой и высокую электроотрицательность, стремятся принять электроны, чтобы завершить свой внешний слой до стабильной конфигурации (обычно 8 электронов), превращаясь в отрицательно заряженные ионы (анионы), например, $Cl + 1e^- \rightarrow Cl^-$.

• Химическая связь. Вследствие этих различий, металлы образуют между собой металлическую связь, а при взаимодействии с неметаллами — ионную связь. Неметаллы между собой образуют ковалентные связи.

Ответ: Главное отличие заключается в том, что атомы металлов имеют на внешнем электронном слое малое число электронов (1-3) и стремятся их отдать, а атомы неметаллов — большое число (4-8) и стремятся электроны принять или обобществить.

3. Метод «нулевой суммы» заключается в том, что химическая формула составляется таким образом, чтобы суммарный заряд всех положительных и отрицательных ионов в формульной единице был равен нулю. Для этого находят наименьшее общее кратное (НОК) для абсолютных значений степеней окисления элементов.

• $Fe^{+2}O^{-2}$: Степени окисления +2 и -2. Сумма уже равна нулю. $1 \cdot (+2) + 1 \cdot (-2) = 0$. Правильная формула: $FeO$.

• $Al^{+3}O^{-2}$: Степени окисления +3 и -2. НОК(3, 2) = 6. Необходимо взять 2 атома Al ($2 \cdot (+3) = +6$) и 3 атома O ($3 \cdot (-2) = -6$). Сумма: $+6 - 6 = 0$. Правильная формула: $Al_2O_3$.

• $Ti^{+4}O^{-2}$: Степени окисления +4 и -2. НОК(4, 2) = 4. Необходимо взять 1 атом Ti ($1 \cdot (+4) = +4$) и 2 атома O ($2 \cdot (-2) = -4$). Сумма: $+4 - 4 = 0$. Правильная формула: $TiO_2$.

• $Cr^{+6}O^{-2}$: Степени окисления +6 и -2. НОК(6, 2) = 6. Необходимо взять 1 атом Cr ($1 \cdot (+6) = +6$) и 3 атома O ($3 \cdot (-2) = -6$). Сумма: $+6 - 6 = 0$. Правильная формула: $CrO_3$.

• $Ag^{+1}O^{-2}$: Степени окисления +1 и -2. НОК(1, 2) = 2. Необходимо взять 2 атома Ag ($2 \cdot (+1) = +2$) и 1 атом O ($1 \cdot (-2) = -2$). Сумма: $+2 - 2 = 0$. Правильная формула: $Ag_2O$.

Ответ: $FeO$, $Al_2O_3$, $TiO_2$, $CrO_3$, $Ag_2O$.

4. Интенсивность реакции металла с водой определяется его активностью, то есть положением в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем левее металл в этом ряду, тем он активнее и тем интенсивнее реагирует с водой.

• $Au$ (золото) — благородный металл, стоит в ряду активности далеко справа от водорода и с водой не реагирует ни при каких условиях.

• $Mg$ (магний) — реагирует с холодной водой очень медленно, но активно реагирует с кипящей водой и водяным паром.

• $Na$ (натрий) — щелочной металл, расположен в самом начале ряда активности. Реагирует с водой очень бурно, со взрывом, с выделением большого количества тепла. Реакция идет даже с холодной водой: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$.

• $Fe$ (железо) — металл средней активности. С холодной водой не реагирует, но медленно корродирует во влажном воздухе. С водяным паром реагирует при сильном нагревании.

• $Ca$ (кальций) — щелочноземельный металл, достаточно активен. Реагирует с холодной водой, но менее интенсивно, чем натрий: $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 \downarrow + H_2\uparrow$.

• $Al$ (алюминий) — активный металл, но в обычных условиях он покрыт очень прочной и инертной оксидной пленкой $Al_2O_3$, которая защищает его от реакции с водой.

Следовательно, из перечисленных металлов наиболее интенсивно с водой в обычных условиях реагирует натрий.

Ответ: $Na$ (натрий).