Страница 79 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Физические свойства воды: $t_{\text{кип}} = \underline{\hspace{2cm}}$, $t_{\text{пл}} = \underline{\hspace{2cm}}$,

$\rho = \underline{\hspace{2cm}}$.

$t_{кип}$: Температура кипения — это температура, при которой происходит интенсивный процесс парообразования по всему объёму жидкости. Для чистой воды при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па) она составляет 100 градусов по шкале Цельсия.

Ответ: $t_{кип} = 100 \,^{\circ}\text{C}$.

$t_{пл}$: Температура плавления — это температура, при которой твёрдое кристаллическое вещество переходит в жидкое состояние. Для воды это температура, при которой лёд тает. При нормальном атмосферном давлении она равна 0 градусов по шкале Цельсия. Эта же температура является и температурой кристаллизации (замерзания) воды.

Ответ: $t_{пл} = 0 \,^{\circ}\text{C}$.

$\rho$: Плотность — это физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму. Плотность воды не является постоянной и зависит от температуры, давления и наличия примесей. Максимальную плотность пресная вода имеет при температуре около 4 °C. В большинстве физических расчётов и справочных таблиц используется стандартное значение плотности воды, равное 1000 килограмм на кубический метр.

Ответ: $\rho \approx 1000 \, \text{кг/м}^3$.

4. Химические свойства воды:

1) с металлами IA-группы образует основания и водород:

$Na + 2HOH = \text{______} + \text{______}$

Тип реакций: $\text{______}$

2) с оксидами металлов IA- и IIA-групп (начиная с Ca) образует $\text{______}$ (класс вещества):

$Na_2O + H_2O = \text{______}$

$CaO + H_2O = \text{______}$

Тип реакций: $\text{______}$

3) с оксидами неметаллов образует $\text{______}$ (класс вещества):

$SO_2 + H_2O = \text{______}$

$SO_3 + H_2O = \text{______}$

$P_2O_5 + H_2O = \text{______}$

Тип реакций: $\text{______}$

1) с металлами IA-группы образует основания и водород:

Реакция активного металла, натрия (Na), с водой ($H_2O$, представленной как $HOH$) приводит к образованию гидроксида натрия ($NaOH$) и выделению газообразного водорода ($H_2$). Исходное уравнение в задании требует балансировки. Правильно сбалансированное уравнение реакции выглядит так:

$2Na + 2HOH = 2NaOH + H_2$

Тип реакций: замещения.

Данная реакция является реакцией замещения, так как атомы простого вещества (натрия) замещают атомы одного из элементов (водорода) в сложном веществе (воде). Также эта реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: $2Na + 2HOH = 2NaOH + H_2$; тип реакции - замещения.

2) с оксидами металлов IA- и IIA-групп (начиная с Ca) образует основания (класс вещества):

Вода взаимодействует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов (основными оксидами), образуя соответствующие им растворимые основания (щёлочи).

$Na_2O + H_2O = 2NaOH$

$CaO + H_2O = Ca(OH)_2$

Тип реакций: соединения.

Реакции, в результате которых из двух или нескольких веществ образуется одно, более сложное вещество, называются реакциями соединения.

Ответ: образует основания; $Na_2O + H_2O = 2NaOH$; $CaO + H_2O = Ca(OH)_2$; тип реакции - соединения.

3) с оксидами неметаллов образует кислоты (класс вещества):

Вода реагирует с кислотными оксидами (оксидами неметаллов) с образованием соответствующих кислот.

$SO_2 + H_2O = H_2SO_3$ (сернистая кислота)

$SO_3 + H_2O = H_2SO_4$ (серная кислота)

$P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота)

Тип реакций: соединения.

Все представленные реакции являются реакциями соединения, так как в каждом случае два исходных вещества (оксид и вода) объединяются в одно новое вещество (кислоту).

Ответ: образует кислоты; $SO_2 + H_2O = H_2SO_3$; $SO_3 + H_2O = H_2SO_4$; $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$; тип реакции - соединения.

5. Основания – это

Основания (гидроксиды) — это класс сложных неорганических соединений. С точки зрения теории электролитической диссоциации, основаниями называют электролиты, которые при растворении в воде диссоциируют с образованием катионов металла (или катиона аммония $NH_4^+$) и гидроксид-анионов $OH^-$ в качестве единственного вида анионов. Общая формула оснований имеет вид $M(OH)_n$, где $M$ — это металл, а $n$ — его валентность, равная числу гидроксогрупп.

Основания принято классифицировать по нескольким признакам:
1. По растворимости в воде:
- Растворимые (щёлочи) — это гидроксиды щелочных (Li, Na, K и др.) и щёлочноземельных (Ca, Sr, Ba) металлов. Например, гидроксид натрия $NaOH$, гидроксид калия $KOH$. Щёлочи являются сильными основаниями.
- Нерастворимые — гидроксиды большинства других металлов, например, гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$, гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$. Являются слабыми основаниями.
- Отдельно рассматривают гидроксид аммония $NH_4OH$ (нашатырный спирт), который является растворимым, но слабым и неустойчивым основанием.
2. По кислотности:
- Основные гидроксиды — реагируют с кислотами, но не реагируют со щелочами (например, $KOH$, $Ca(OH)_2$).
- Амфотерные гидроксиды — проявляют двойственные свойства, то есть реагируют как с сильными кислотами, так и с сильными щелочами (например, $Al(OH)_3$, $Zn(OH)_2$).

Основные химические свойства оснований:
- Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации): $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$.
- Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами с образованием соли и воды: $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$.
- Взаимодействие щелочей с растворами солей (при условии, что один из продуктов выпадает в осадок): $2KOH + CuCl_2 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2KCl$.
- Термическое разложение нерастворимых оснований на оксид металла и воду при нагревании: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$. Щёлочи (кроме $LiOH$) термически устойчивы.
- Растворы щелочей изменяют окраску индикаторов: лакмус становится синим, фенолфталеин — малиновым, а метиловый оранжевый — жёлтым.

Ответ: сложные вещества, состоящие из катионов металла или иона аммония ($NH_4^+$) и связанных с ними одной или нескольких гидроксид-анионов ($OH^-$).

6. Общая формула оснований:

$\text{_______} ( \text{_______} )_n$,

где $n$ — __________________________________________________

6.

Решение:

Задание требует вписать недостающие части в общую формулу оснований и в определение индекса в этой формуле.

Основания (также называемые гидроксидами) — это класс сложных неорганических соединений, которые, согласно классическому определению, состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп ($OH$).

1. Заполнение общей формулы: ___ ( ___ )$_n$
В химии для обобщенного обозначения атома металла принято использовать символы Me. Функциональной группой для всех оснований является гидроксогруппа, формула которой — OH. Таким образом, общая формула для класса оснований записывается как $Me(OH)_n$. Следовательно, в первый пропуск следует вписать Me, а в скобки — OH.

2. Определение индекса $n$: где $n$ – ___
Индекс $n$ в формуле $Me(OH)_n$ указывает на количество гидроксогрупп, входящих в состав одной формульной единицы основания. Поскольку любое химическое соединение электронейтрально, сумма всех положительных и отрицательных зарядов в нем должна равняться нулю. Гидроксид-ион ($OH^-$) несет заряд -1. Чтобы компенсировать положительный заряд иона металла ($Me^{+n}$), количество гидроксогрупп должно быть численно равно заряду иона металла, что соответствует его валентности (или степени окисления).

Рассмотрим на примерах:

- Гидроксид натрия: у натрия ($Na$) валентность равна I (степень окисления +1), поэтому формула его гидроксида — $NaOH$, где $n=1$.
- Гидроксид кальция: у кальция ($Ca$) валентность равна II (степень окисления +2), поэтому формула его гидроксида — $Ca(OH)_2$, где $n=2$.
- Гидроксид алюминия: у алюминия ($Al$) валентность равна III (степень окисления +3), поэтому формула его гидроксида — $Al(OH)_3$, где $n=3$.

Таким образом, $n$ – это валентность металла. Эквивалентным определением будет "число гидроксогрупп".

Ответ: Общая формула оснований: $Me(OH)_n$, где $n$ – валентность металла.

7. Заполните схему «Классификация оснований по растворимости».

Основания

или

Примеры

1)

2)

3)

1)

2)

3)

Решение:

Основания по их способности растворяться в воде классифицируются на две большие группы. Заполним предложенную схему, которая иллюстрирует эту классификацию, и приведем соответствующие примеры.

Растворимые, или щёлочи

Это гидроксиды, которые хорошо растворяются в воде. К данной группе относятся гидроксиды щелочных металлов (элементы IA группы: Li, Na, K, Rb, Cs) и щёлочноземельных металлов (элементы IIA группы, начиная с кальция: Ca, Sr, Ba). В левую часть схемы вписываем «Растворимые», а под словом «или» — «щёлочи».

Примеры:

1) Гидроксид натрия - $NaOH$

2) Гидроксид калия - $KOH$

3) Гидроксид кальция - $Ca(OH)_2$

Ответ: В левую часть схемы вписываются слова «Растворимые, или щёлочи». Примеры: гидроксид натрия ($NaOH$), гидроксид калия ($KOH$), гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$).

Нерастворимые

Это гидроксиды, которые не растворяются или очень плохо растворяются в воде. К этой группе относится большинство гидроксидов металлов, в том числе переходных и амфотерных. В правую часть схемы вписываем «Нерастворимые».

Примеры:

1) Гидроксид меди(II) - $Cu(OH)_2$

2) Гидроксид железа(III) - $Fe(OH)_3$

3) Гидроксид алюминия - $Al(OH)_3$

Ответ: В правую часть схемы вписывается слово «Нерастворимые». Примеры: гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$), гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$).