Страница 119 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

С какими из перечисленных веществ: $Na_2O$, $Hg$, $P_2O_3$, $S$, $K$, $Ag$, $Al_2O_3$, $SO_3$ — будет реагировать $H_2O$? Составьте уравнения соответствующих реакций и укажите их тип.

Решение

Для определения, какие из перечисленных веществ будут реагировать с водой, необходимо проанализировать их химические свойства. Вода ($H_2O$) вступает в реакции с активными металлами (щелочными и щелочноземельными), оксидами активных металлов (основными оксидами) и кислотными оксидами. Рассмотрим каждое вещество из предложенного списка.

Оксид натрия

Оксид натрия ($Na_2O$) является оксидом щелочного металла, то есть это основный оксид. Основные оксиды активно реагируют с водой, образуя соответствующие им растворимые основания (щёлочи). В результате реакции образуется гидроксид натрия.

Уравнение реакции: $Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

Данная реакция относится к типу реакций соединения, так как два вещества объединяются в одно более сложное.

Ответ: Оксид натрия реагирует с водой. Уравнение реакции: $Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$. Тип реакции: соединение.

Ртуть

Ртуть ($Hg$) — это металл, который в электрохимическом ряду активности металлов стоит значительно правее водорода. Металлы, стоящие правее водорода, не могут вытеснять его из воды, поэтому реакция не протекает.

Ответ: Ртуть не реагирует с водой.

Оксид фосфора(III)

Оксид фосфора(III) ($P_2O_3$) — это кислотный оксид. Кислотные оксиды взаимодействуют с водой, образуя соответствующие кислоты. В данном случае образуется фосфористая кислота ($H_3PO_3$).

Уравнение реакции: $P_2O_3 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_3$

Тип реакции: соединение.

Ответ: Оксид фосфора(III) реагирует с водой. Уравнение реакции: $P_2O_3 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_3$. Тип реакции: соединение.

Сера

Сера ($S$) — это неметалл. В обычных условиях сера с водой не реагирует, так как является гидрофобным веществом.

Ответ: Сера не реагирует с водой.

Калий

Калий ($K$) — щелочной металл, один из наиболее активных металлов. Он очень бурно взаимодействует с водой, вытесняя из нее водород с образованием гидроксида калия (щёлочи) и выделением большого количества тепла.

Уравнение реакции: $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

Эта реакция является реакцией замещения, поскольку атомы простого вещества (калия) замещают атомы одного из элементов (водорода) в сложном веществе (воде).

Ответ: Калий реагирует с водой. Уравнение реакции: $2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$. Тип реакции: замещение.

Серебро

Серебро ($Ag$) — малоактивный, благородный металл. В ряду активности металлов оно стоит после водорода, поэтому не способно вытеснять водород из воды и не реагирует с ней.

Ответ: Серебро не реагирует с водой.

Оксид алюминия

Оксид алюминия ($Al_2O_3$) — амфотерный оксид. Он имеет очень прочную кристаллическую решетку, практически нерастворим в воде и не реагирует с ней в обычных условиях.

Ответ: Оксид алюминия не реагирует с водой.

Оксид серы(VI)

Оксид серы(VI) ($SO_3$) — это типичный кислотный оксид. Он очень энергично реагирует с водой, образуя сильную двухосновную серную кислоту ($H_2SO_4$).

Уравнение реакции: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Тип реакции: соединение.

Ответ: Оксид серы(VI) реагирует с водой. Уравнение реакции: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$. Тип реакции: соединение.

1. К реакциям замещения относятся реакции

1) $Li_2O + H_2O = 2LiOH$

2) $Mg + H_2O \stackrel{t}{=} MgO + H_2$

3) $2K + 2H_2O = 2KOH + H_2$

4) $SO_3 + H_2O = H_2SO_4$

Решение

Реакции замещения – это химические реакции, в ходе которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Общая схема такой реакции: $A + BC \rightarrow AC + B$. Проанализируем каждую из предложенных реакций, чтобы определить, какие из них относятся к этому типу.

1) $Li_2O + H_2O = 2LiOH$

В данной реакции взаимодействуют два сложных вещества (оксид лития, $Li_2O$, и вода, $H_2O$) с образованием одного нового сложного вещества (гидроксида лития, $LiOH$). Реакции, в которых из двух или нескольких веществ образуется одно более сложное, называются реакциями соединения.

Ответ: реакция соединения.

2) $Mg + H_2O \xrightarrow{t} MgO + H_2$

Здесь простое вещество (магний, $Mg$) реагирует со сложным веществом (водой, $H_2O$). Атомы магния замещают атомы водорода в молекуле воды. В результате образуются новое сложное вещество (оксид магния, $MgO$) и новое простое вещество (водород, $H_2$). Эта реакция полностью соответствует определению реакции замещения.

Ответ: реакция замещения.

3) $2K + 2H_2O = 2KOH + H_2$

В этой реакции простое вещество (калий, $K$) взаимодействует со сложным веществом (водой, $H_2O$). Атомы калия, как более активного металла, вытесняют водород из воды. В результате образуется новое сложное вещество (гидроксид калия, $KOH$) и новое простое вещество (водород, $H_2$). Это классический пример реакции замещения.

Ответ: реакция замещения.

4) $SO_3 + H_2O = H_2SO_4$

В данной реакции взаимодействуют два сложных вещества (оксид серы(VI), $SO_3$, и вода, $H_2O$) с образованием одного нового сложного вещества (серной кислоты, $H_2SO_4$). Как и в первом случае, это является реакцией соединения.

Ответ: реакция соединения.

Таким образом, к реакциям замещения относятся реакции, представленные под пунктами 2 и 3.

2. Вода не взаимодействует

1) с кальцием

2) с медью

3) с оксидом натрия

4) с серой

Решение

Чтобы ответить на вопрос, необходимо проанализировать возможность химического взаимодействия воды с каждым из предложенных веществ.

1) с кальцием
Кальций ($Ca$) является активным щелочноземельным металлом. Он энергично реагирует с холодной водой, в результате чего образуется гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) и выделяется газообразный водород ($H_2$).
Уравнение реакции:
$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2\uparrow$
Следовательно, вода взаимодействует с кальцием.

2) с медью
Медь ($Cu$) — это малоактивный металл, который в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после водорода. Это означает, что медь не способна вытеснять водород из воды при обычных условиях. Таким образом, прямого взаимодействия между медью и водой не происходит.
$Cu + H_2O \xrightarrow{н.у.} \text{реакция не идет}$
Тем не менее, следует отметить, что во влажном воздухе медь медленно корродирует с образованием патины, что является химическим процессом с участием воды. Также при очень высоких температурах (свыше 600°C) медь реагирует с водяным паром.

3) с оксидом натрия
Оксид натрия ($Na_2O$) — это оксид щелочного металла, который относится к основным оксидам. Он очень активно и с выделением большого количества тепла реагирует с водой, образуя сильное основание (щелочь) — гидроксид натрия ($NaOH$).
Уравнение реакции:
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$
Следовательно, вода взаимодействует с оксидом натрия.

4) с серой
Сера ($S$) — это неметалл. При нормальных условиях сера химически инертна по отношению к воде, не растворяется в ней и не вступает в реакцию.
$S + H_2O \xrightarrow{н.у.} \text{реакция не идет}$
Взаимодействие серы с водой возможно только в жёстких условиях (с водяным паром при температуре выше 150°C).

Из анализа следует, что при обычных условиях вода не взаимодействует как с медью, так и с серой. Однако вопрос предполагает выбор единственного правильного ответа. Если учесть протекание медленных процессов в реальных условиях (на воздухе), то медь подвержена коррозии с участием воды, в то время как сера остается инертной. Формулировка "не взаимодействует" является категоричной, поэтому наиболее корректным ответом будет вещество, которое не реагирует с водой ни при каких условиях, близких к нормальным. Этому критерию в большей степени соответствует сера.

Ответ: 4