Вопросы в начале параграфа, страница 137 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 6. Важнейшие классы неорганических соединений. Параграф 41. Гидроксиды. Основания. Подумай, ответь, выполни... - страница 137.

Условие.

🔴 Повторите химические свойства воды (см. § 32).

Решение.

Решение 2.

Вода ($H_2O$) — уникальное химическое соединение, проявляющее амфотерные свойства, то есть способное реагировать и как кислота, и как основание. Её химическая активность достаточно высока. Ниже приведены основные химические свойства воды.

1. Взаимодействие с металлами

Результат реакции воды с металлом зависит от химической активности металла, которую определяют по его положению в электрохимическом ряду напряжений.

• Активные металлы (щелочные и щелочноземельные, например, Li, Na, K, Ca, Ba) бурно реагируют с водой при комнатной температуре. В результате реакции образуются гидроксид металла (щёлочь) и выделяется водород:

  $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

  $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2\uparrow$

• Металлы средней активности (например, Mg, Al, Zn, Fe), стоящие в ряду напряжений до водорода, реагируют с водой только при сильном нагревании (с водяным паром). Продуктами реакции являются оксид металла и водород:

  $Zn + H_2O \xrightarrow{t^{\circ}} ZnO + H_2\uparrow$

  $3Fe + 4H_2O \xrightarrow{t^{\circ}} Fe_3O_4 + 4H_2\uparrow$

• Неактивные металлы (стоящие в ряду напряжений после водорода, например, Cu, Hg, Ag, Pt, Au) с водой не реагируют.

Ответ: Вода реагирует с активными металлами при обычных условиях с образованием щёлочи и водорода, с металлами средней активности — при нагревании с образованием оксида и водорода, и не реагирует с неактивными металлами.

2. Взаимодействие с неметаллами

Вода способна вступать в реакцию с наиболее активными неметаллами.

• С галогенами (кроме фтора) вода реагирует обратимо. Например, реакция с хлором ("хлорная вода") приводит к образованию смеси двух кислот:

  $Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

• Фтор, как самый электроотрицательный элемент, окисляет воду, при этом выделяется кислород:

  $2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2\uparrow$

• При очень высокой температуре (около 1000 °C) водяной пар реагирует с раскалённым углём (коксом), образуя "синтез-газ" — смесь угарного газа и водорода:

  $C + H_2O \xrightarrow{t^{\circ}} CO + H_2\uparrow$

Ответ: Вода реагирует с активными неметаллами, такими как галогены и углерод. В этих реакциях она может выступать как в роли окислителя (с углеродом), так и в роли восстановителя (с фтором).

3. Взаимодействие с оксидами

Вода вступает в реакции соединения с оксидами щелочных, щелочноземельных металлов (основными оксидами) и с кислотными оксидами.

• При взаимодействии с основными оксидами образуются соответствующие им основания (щёлочи):

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

  $Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

• При взаимодействии с кислотными оксидами (кроме $SiO_2$) образуются соответствующие им кислоты:

  $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

  $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

Ответ: Вода реагирует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов с образованием оснований, а с кислотными оксидами — с образованием кислот.

4. Разложение воды (электролиз)

Молекула воды очень прочная, поэтому её термическое разложение происходит лишь при температуре выше 2000 °C. Однако под действием постоянного электрического тока вода разлагается на простые вещества — водород и кислород. Этот процесс называется электролизом.

$2H_2O \xrightarrow{\text{электрический ток}} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$

Ответ: Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород.

5. Реакции гидратации и гидролиза

• Гидратация: Вода способна образовывать непрочные химические связи со многими веществами, образуя гидраты. Если гидрат является кристаллическим веществом, его называют кристаллогидратом. Например, безводный сульфат меди(II) белого цвета при добавлении воды образует медный купорос — кристаллогидрат синего цвета:

  $CuSO_4 \text{ (белый)} + 5H_2O \rightarrow CuSO_4 \cdot 5H_2O \text{ (синий)}$

• Гидролиз: Это реакция обменного взаимодействия веществ с водой. Гидролизу подвергаются многие соли. Например, при растворении в воде карбоната натрия (соли, образованной сильным основанием $NaOH$ и слабой кислотой $H_2CO_3$) происходит его гидролиз, из-за чего раствор приобретает щелочную среду:

  $Na_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons NaHCO_3 + NaOH$

  Сокращенное ионное уравнение: $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^{-} + OH^{-}$

Ответ: Вода способна образовывать гидраты и кристаллогидраты, а также вступать в реакции гидролиза с солями, что приводит к изменению pH раствора.