Страница 124 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

2. $CaO$ — оксид, поэтому он взаимодействует:

а) с кислотами _________

б) с кислотными оксидами _________

в) с водой _________

CaO — основный оксид, поэтому он взаимодействует:

а) с кислотами
Оксид кальция ($CaO$) является основным оксидом и вступает в реакцию нейтрализации с кислотами, образуя соль и воду. В качестве примера приведем реакцию с соляной кислотой ($HCl$):
$CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$
Ответ: $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

б) с кислотными оксидами
Как основный оксид, $CaO$ реагирует с кислотными оксидами, в результате чего образуется соль. Пример реакции с оксидом углерода(IV) ($CO_2$):
$CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$
Ответ: $CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

в) с водой
Оксид кальция, как оксид активного металла (щелочноземельного), реагирует с водой с образованием соответствующего основания (щёлочи) — гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$). Этот процесс также известен как "гашение извести".
$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
Ответ: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

3. $Ca(OH)_2$ — растворимое основание, или __________, поэтому оно взаимодействует:

а) с кислотами __________

б) с кислотными оксидами __________

в) с солями

— с образованием осадка __________

— с образованием газа __________

г) с амфотерными оксидами __________

д) с амфотерными гидроксидами __________

$Ca(OH)_2$ – растворимое основание, или щёлочь, поэтому оно взаимодействует:

а) с кислотами
Гидроксид кальция, как сильное основание (щёлочь), вступает в реакцию нейтрализации с кислотами. В результате реакции образуются соль и вода. Например, при взаимодействии с соляной кислотой образуется растворимая соль хлорид кальция и вода.
Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$
Ответ: $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

б) с кислотными оксидами
Щёлочи реагируют с оксидами неметаллов (кислотными оксидами), образуя соль и воду. Классический пример – реакция известковой воды (раствор $Ca(OH)_2$) с углекислым газом ($CO_2$), в результате которой образуется белый осадок карбоната кальция. Эта реакция является качественной на углекислый газ.
Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$
Ответ: $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

в) с солями
Гидроксид кальция вступает в реакции ионного обмена с растворимыми солями в том случае, если один из продуктов реакции является нерастворимым (выпадает в осадок) или является газом.
– с образованием осадка
При взаимодействии раствора гидроксида кальция с раствором карбоната натрия образуется нерастворимый карбонат кальция (осадок) и растворимая щёлочь гидроксид натрия.
Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaOH$
Ответ: $Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaOH$
– с образованием газа
При нагревании смеси гидроксида кальция с солью аммония, например, с хлоридом аммония, выделяется газообразный аммиак ($NH_3$) с резким запахом, а также образуются соль и вода.
Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \xrightarrow{t} CaCl_2 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$
Ответ: $Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \xrightarrow{t} CaCl_2 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$

г) с амфотерными оксидами
Гидроксид кальция реагирует с амфотерными оксидами. Реакции, как правило, протекают при высоких температурах (сплавлении). Например, при сплавлении с оксидом цинка образуется цинкат кальция.
Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + ZnO \xrightarrow{t} CaZnO_2 + H_2O$
Ответ: $Ca(OH)_2 + ZnO \xrightarrow{t} CaZnO_2 + H_2O$

д) с амфотерными гидроксидами
Щёлочи взаимодействуют с амфотерными гидроксидами. При реакции гидроксида кальция с гидроксидом алюминия образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат кальция.
Уравнение реакции: $Ca(OH)_2 + 2Al(OH)_3 \rightarrow Ca[Al(OH)_4]_2$
Ответ: $Ca(OH)_2 + 2Al(OH)_3 \rightarrow Ca[Al(OH)_4]_2$

1. Охарактеризуйте натрий (изотоп $_{\text{11}}^{\text{23}}\text{Na}$) по приведённому в учебнике плану характеристики элемента-металла.

Положение натрия в Периодической системе и строение его атома

Натрий (Natrium), химический символ $\text{Na}$, является элементом №11 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Он расположен в 3-м периоде (малом) и в I группе, главной (А) подгруппе, являясь щелочным металлом. Относительная атомная масса элемента составляет примерно 22,99 а.е.м.

Рассматриваемый изотоп $^{23}_{11}\text{Na}$ имеет массовое число $A = 23$.

Строение атома:

- Заряд ядра атома равен порядковому номеру: $Z = +11$.
- Ядро состоит из 11 протонов ($p^+$) и $N = A - Z = 23 - 11 = 12$ нейтронов ($n^0$).
- В нейтральном атоме вокруг ядра по трем энергетическим уровням движутся 11 электронов ($e^-$).
- Электронная конфигурация атома натрия: $_{11}\text{Na} \space 1s^22s^22p^63s^1$.
- На внешнем, третьем энергетическом уровне находится один валентный электрон ($3s^1$). Атом натрия легко отдает этот электрон, проявляя сильные восстановительные свойства и превращаясь в положительно заряженный ион $\text{Na}^+$.
- Единственная возможная положительная степень окисления в соединениях – +1.
- Электронная конфигурация иона натрия $\text{Na}^+$: $1s^22s^22p^6$, что соответствует электронной конфигурации инертного газа неона ($\text{Ne}$).

Ответ: Натрий – химический элемент №11, расположенный в IА группе, 3-м периоде ПСХЭ. Атом изотопа $^{23}_{11}\text{Na}$ состоит из ядра (заряд +11, 11 протонов, 12 нейтронов) и 11 электронов. Электронная формула: $1s^22s^22p^63s^1$. В соединениях проявляет степень окисления +1.

Характеристика простого вещества

Простое вещество натрий ($\text{Na}$) – это типичный щелочной металл. Связь в кристалле – металлическая, тип кристаллической решетки – объемно-центрированная кубическая.

Физические свойства: серебристо-белый, очень мягкий (легко режется ножом), легкий (плотность 0,97 г/см³, плавает в воде), легкоплавкий (температура плавления $t_{пл.} = 97.8^\circ \text{C}$) металл с металлическим блеском на свежем срезе.

Химические свойства: Натрий – один из самых химически активных металлов, является сильным восстановителем. На воздухе быстро окисляется. Бурно реагирует со многими веществами:

- с неметаллами: $2\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NaCl}$ (с хлором); $2\text{Na} + \text{S} \rightarrow \text{Na}_2\text{S}$ (с серой). При горении в кислороде образует преимущественно пероксид натрия: $2\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{O}_2$.
- с водой (реакция протекает со взрывом): $2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2\uparrow$.
- с кислотами: $2\text{Na} + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\uparrow$.

Ответ: Простое вещество натрий – это химически активный щелочной металл, сильный восстановитель, обладающий металлической связью и металлической кристаллической решеткой.

Сравнение свойств натрия со свойствами соседних элементов

Свойства натрия можно сравнить со свойствами его соседей по группе и периоду:

- Соседи по IА группе: литий ($\text{Li}$) сверху и калий ($\text{K}$) снизу. В группе сверху вниз атомный радиус увеличивается, а электроотрицательность и энергия ионизации уменьшаются. Вследствие этого металлические и восстановительные свойства усиливаются. Таким образом, натрий более активен, чем литий, но менее активен, чем калий. Радиус атома: $r(\text{Li}) < r(\text{Na}) < r(\text{K})$.
- Сосед по 3-му периоду: магний ($\text{Mg}$) справа. В периоде слева направо атомный радиус уменьшается, а электроотрицательность и энергия ионизации растут. Металлические свойства ослабевают. Следовательно, натрий является более активным металлом и сильным восстановителем, чем магний. Радиус атома: $r(\text{Na}) > r(\text{Mg})$.

Ответ: Металлические и восстановительные свойства натрия выражены сильнее, чем у лития и магния, но слабее, чем у калия.

Характеристика оксида и гидроксида натрия

Натрий в соединениях проявляет высшую (и единственную) степень окисления +1.

- Высший оксид – оксид натрия $\text{Na}_2\text{O}$. Это соединение с ионным типом связи, проявляющее ярко выраженные основные свойства. Он бурно реагирует с водой, образуя щелочь, а также взаимодействует с кислотами и кислотными оксидами:
$\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH}$
$\text{Na}_2\text{O} + \text{SO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4$

- Высший гидроксид – гидроксид натрия $\text{NaOH}$ (едкий натр, каустическая сода). Это сильное основание, щелочь, хорошо растворимая в воде. В растворе практически полностью диссоциирует: $\text{NaOH} \leftrightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^-$. Проявляет все типичные свойства щелочей: реагирует с кислотами (нейтрализация), кислотными оксидами, амфотерными оксидами и гидроксидами, а также с солями (при условии образования осадка, газа или слабого электролита).
$\text{NaOH} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$
$2\text{NaOH} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4$

Ответ: Высший оксид натрия $\text{Na}_2\text{O}$ и соответствующий ему гидроксид $\text{NaOH}$ проявляют ярко выраженные основные (щелочные) свойства.