Номер 13, страница 71 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Оксид кальция (негашёная известь) и оксид магния (жжёная магнезия) используются в производстве строительных материалов. Сравните свойства этих оксидов.

Оксид кальция ($CaO$), известный как негашёная известь, и оксид магния ($MgO$), или жжёная магнезия, являются оксидами металлов II группы главной подгруппы периодической системы. Оба относятся к классу основных оксидов. Несмотря на сходство, их свойства имеют заметные различия, которые обусловлены разным положением кальция и магния в группе.

Сравнение физических свойств

Оба оксида в чистом виде — белые кристаллические вещества. Ключевое различие в физических свойствах — температура плавления. Оксид магния ($t_{пл} \approx 2852 \ ^\circ C$) значительно более тугоплавок, чем оксид кальция ($t_{пл} \approx 2613 \ ^\circ C$). Это связано с тем, что ион магния $Mg^{2+}$ имеет меньший радиус, чем ион кальция $Ca^{2+}$, что приводит к более высокой энергии кристаллической решетки у $MgO$. Благодаря своей тугоплавкости оксид магния используется как огнеупорный материал.

Сравнение химических свойств

В группе химическая активность металлов и основные свойства их оксидов и гидроксидов усиливаются сверху вниз. Так как кальций находится под магнием, он является более активным металлом, а его оксид проявляет более сильные основные свойства.

1. Взаимодействие с водой. Оксид кальция энергично реагирует с водой, выделяя большое количество теплоты (экзотермический процесс). Эта реакция, называемая «гашением извести», приводит к образованию сильного основания (щёлочи) — гидроксида кальция $Ca(OH)_2$.

   $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + Q$

   Оксид магния, в свою очередь, реагирует с водой очень медленно и лишь при нагревании. В результате образуется гидроксид магния $Mg(OH)_2$ — слабое и практически нерастворимое в воде основание.

   $MgO + H_2O \rightleftharpoons Mg(OH)_2$

2. Взаимодействие с кислотами. Как и все основные оксиды, оба вещества реагируют с кислотами, образуя соль и воду. Реакция с оксидом кальция протекает более активно, чем с оксидом магния.

   $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

   $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

3. Взаимодействие с кислотными оксидами. Оба оксида реагируют с кислотными оксидами, образуя соли. Оксид кальция проявляет в этих реакциях большую активность. Например, он легко поглощает углекислый газ из воздуха.

   $CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

   $MgO + CO_2 \xrightarrow{t} MgCO_3$

Ответ: Оксид кальция ($CaO$) и оксид магния ($MgO$) — основные оксиды, но $CaO$ проявляет более сильные основные свойства и является химически более активным. Он бурно реагирует с водой с образованием щёлочи $Ca(OH)_2$, в то время как $MgO$ реагирует с водой очень слабо, образуя нерастворимое слабое основание $Mg(OH)_2$. Оба реагируют с кислотами и кислотными оксидами, но $CaO$ активнее. Физически $MgO$ более тугоплавок, чем $CaO$, что определяет его применение в качестве огнеупорного материала.