Страница 182 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Что такое классификация?

Классификация — это фундаментальный метод познания и логическая операция, заключающаяся в распределении некоторого множества объектов, явлений или понятий на группы (классы, категории) на основании их общих, существенных признаков. Этот процесс позволяет упорядочить и систематизировать знания, облегчая их анализ, понимание и использование.

Ключевыми элементами классификации являются:

• Множество объектов — исходный набор элементов, подлежащих классификации.
• Основание классификации — признак или совокупность признаков, по которым производится разделение объектов на группы. Выбор основания является решающим и зависит от цели классификации.
• Классы (группы) — результат деления множества. Объекты внутри одного класса должны быть схожи по признакам, лежащим в основании классификации, и отличаться от объектов других классов.

Классификации могут быть разными по своей структуре и назначению:

1. Естественная классификация — основана на существенных, внутренних признаках объектов, отражающих их природу и объективные связи между ними. Она стремится выявить реальную структуру изучаемой области. Классическим примером является Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева или таксономическая классификация живых организмов.
2. Искусственная (вспомогательная) классификация — основана на внешних, несущественных признаках, удобных для достижения конкретной практической цели. Примеры: алфавитный каталог в библиотеке, классификация товаров по цене или цвету, телефонный справочник.

Результатом классификации часто является иерархическая система, где классы более низкого ранга объединяются в классы более высокого ранга. Например, в биологии виды объединяются в роды, роды — в семейства, семейства — в отряды и так далее.

Процесс классификации является неотъемлемой частью любой научной дисциплины (биологии, химии, лингвистики, психологии) и многих областей практической деятельности, включая информатику (например, задача классификации в машинном обучении), библиотечное дело и маркетинг.

Ответ: Классификация — это процесс систематизации и упорядочивания множества объектов путем их распределения на взаимосвязанные группы (классы) на основе общих и существенных признаков.

2. На основании каких признаков вещество можно отнести к металлам?

Вещество можно отнести к металлам на основании совокупности характерных для них физических и химических свойств. Эти признаки позволяют отличить металлы от неметаллов и металлоидов.

Физические свойства:

• Металлический блеск. Это характерная способность хорошо отражать свет. Большинство металлов имеют серебристо-белый или серый цвет. Исключениями являются, например, золото (желтый) и медь (красновато-розовый).
• Высокая электро- и теплопроводность. Эти свойства обусловлены наличием в кристаллической решетке металлов «электронного газа» — свободных электронов, которые могут упорядоченно двигаться под действием электрического поля (электропроводность) или переносить колебательную энергию ионов решетки (теплопроводность).
• Пластичность (ковкость и тягучесть). Это способность изменять форму под действием механической нагрузки без разрушения. Благодаря пластичности металлы можно ковать, прокатывать в тонкие листы (фольгу) и вытягивать в проволоку. Это возможно из-за того, что слои атомов в кристаллической решетке могут смещаться друг относительно друга, не разрывая металлическую связь.
• Агрегатное состояние. При стандартных условиях (комнатная температура и нормальное давление) все металлы, кроме ртути (Hg), являются твердыми кристаллическими веществами.
• Высокая плотность и температуры плавления/кипения. Большинство металлов — тяжелые и тугоплавкие. Однако существуют и легкие (например, щелочные металлы, алюминий) и легкоплавкие металлы (например, галлий, цезий, ртуть).

Химические свойства:

• Восстановительные свойства. Атомы металлов имеют на внешнем электронном слое небольшое число валентных электронов (обычно от 1 до 3), которые они сравнительно легко отдают в химических реакциях, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы). В реакциях металлы выступают в роли восстановителей. Общая схема этого процесса: $Me^0 - ne^- \rightarrow Me^{n+}$.
• Характер образуемых соединений. Металлы образуют оксиды и гидроксиды, которые проявляют преимущественно основные или амфотерные свойства. Например, оксид натрия ($Na_2O$) — основный, а оксид цинка ($ZnO$) — амфотерный.
• Положение в Периодической системе. Элементы-металлы занимают левую нижнюю часть Периодической системы Д.И. Менделеева. Условная диагональ от бора (B) к астату (At) отделяет металлы от неметаллов.

Ответ: Вещество можно отнести к металлам, если оно обладает характерным металлическим блеском, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью, является твердым при нормальных условиях (за исключением ртути), а в химических реакциях проявляет восстановительные свойства (отдает электроны) и образует оксиды и гидроксиды с основными или амфотерными свойствами.

3. Вспомните, какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды элементов цинка и алюминия. Напишите соответствующие уравнения химических реакций.

Оксиды и гидроксиды цинка и алюминия являются амфотерными соединениями. Это означает, что они способны проявлять как кислотные, так и основные свойства, то есть реагировать и с кислотами, и со щелочами.

Химические свойства оксида цинка ($ZnO$)

Оксид цинка ($ZnO$) — амфотерный оксид. Он реагирует с кислотами, проявляя основные свойства, и со щелочами, проявляя кислотные свойства.

1. Взаимодействие с кислотами:

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

2. Взаимодействие со щелочами:

- при сплавлении образуется цинкат:

$ZnO + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2ZnO_2 + H_2O$

- в водном растворе образуется комплексная соль тетрагидроксоцинкат:

$ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Ответ: Оксид цинка проявляет амфотерные свойства, реагируя с кислотами и щелочами с образованием солей.

Химические свойства гидроксида цинка ($Zn(OH)_2$)

Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — амфотерный гидроксид.

1. Взаимодействие с кислотами:

$Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$

2. Взаимодействие со щелочами:

- при сплавлении:

$Zn(OH)_2 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + 2H_2O$

- в водном растворе:

$Zn(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$

Ответ: Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, реагируя с кислотами и щелочами с образованием солей.

Химические свойства оксида алюминия ($Al_2O_3$)

Оксид алюминия ($Al_2O_3$) — амфотерный оксид.

1. Взаимодействие с сильными кислотами:

$Al_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O$

2. Взаимодействие со щелочами:

- при сплавлении образуется метаалюминат:

$Al_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + H_2O$

- в водном растворе (при нагревании) образуется комплексная соль тетрагидроксоалюминат:

$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \xrightarrow{t} 2Na[Al(OH)_4]$

Ответ: Оксид алюминия проявляет амфотерные свойства, реагируя с кислотами и щелочами с образованием солей.

Химические свойства гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$)

Гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) — амфотерный гидроксид.

1. Взаимодействие с кислотами:

$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

2. Взаимодействие со щелочами:

- при сплавлении:

$Al(OH)_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$

- в водном растворе:

$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Ответ: Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства, реагируя с кислотами и щелочами с образованием солей.