Вопросы в начале параграфа, страница 147 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Повторите химические свойства воды (см. § 33).

Вода ($H_2O$) — это уникальное и химически активное вещество, проявляющее амфотерные свойства, то есть способное выступать и в роли кислоты, и в роли основания. Её химические свойства многообразны и лежат в основе множества природных и промышленных процессов.

Характер взаимодействия воды с металлами напрямую зависит от положения металла в электрохимическом ряду напряжений:

• Активные металлы (щелочные и щелочноземельные, например, литий, калий, кальций) бурно реагируют с водой при нормальных условиях, образуя соответствующий гидроксид (щелочь) и выделяя водород: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$.

• Металлы средней активности (например, магний, алюминий, цинк, железо) взаимодействуют с водой только при сильном нагревании (с водяным паром). В результате реакции образуется оксид металла и водород: $Zn + H_2O \xrightarrow{t^{\circ}C} ZnO + H_2 \uparrow$.

• Малоактивные металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода (например, медь, серебро, золото, платина), с водой не реагируют.

Ответ: Вода реагирует с активными металлами и металлами средней активности, образуя гидроксиды или оксиды и водород, в зависимости от активности металла и условий реакции.

Вода способна вступать в реакцию с наиболее активными неметаллами, как правило, при определенных условиях:

• Самый активный неметалл, фтор, реагирует с водой со взрывом, вытесняя из нее кислород: $2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2 \uparrow$.

• Хлор и бром реагируют с водой обратимо, образуя смесь двух кислот (происходит реакция диспропорционирования): $Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$.

• Углерод (в виде раскаленного кокса) и кремний реагируют с водяным паром при очень высокой температуре (около 1000 °C), образуя оксиды и водород: $C + H_2O \xrightarrow{t^{\circ}C} CO + H_2$; $Si + 2H_2O \xrightarrow{t^{\circ}C} SiO_2 + 2H_2 \uparrow$.

Ответ: Вода вступает в реакцию с активными неметаллами, такими как галогены, а также с углеродом и кремнием при сильном нагревании.

Вода реагирует с оксидами металлов и неметаллов, которые проявляют выраженные основные или кислотные свойства:

• С оксидами активных металлов (основными оксидами) вода образует соответствующие им основания (щелочи). Эта реакция называется реакцией гашения извести: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$.

• С большинством кислотных оксидов (оксидами неметаллов) вода образует соответствующие кислоты: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$. Важным исключением является оксид кремния(IV) $SiO_2$, который с водой не реагирует.

• Амфотерные оксиды ($Al_2O_3$, $ZnO$) и несолеобразующие оксиды ($CO$, $NO$, $N_2O$) с водой не взаимодействуют.

Ответ: Вода реагирует с основными и кислотными оксидами, образуя основания и кислоты соответственно.

Под действием постоянного электрического тока вода способна разлагаться на составляющие ее простые вещества — водород и кислород. Поскольку чистая вода является очень плохим проводником электрического тока, для проведения электролиза в нее обычно добавляют небольшое количество сильного электролита (кислоты, щелочи или соли).

Суммарное уравнение реакции электролиза воды: $2H_2O \xrightarrow{электрический\ ток} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

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

Вода способна вступать во взаимодействие со многими веществами, не приводящее к ее разложению.

• Гидратация — процесс присоединения молекул воды к ионам или молекулам вещества с образованием гидратов. Многие соли существуют в природе и используются в виде кристаллогидратов. Например, безводный сульфат меди(II) $CuSO_4$ белого цвета при взаимодействии с водой образует синий кристаллогидрат — медный купорос: $CuSO_4 + 5H_2O \rightarrow CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

• Гидролиз — это реакция обменного разложения различных веществ водой. Гидролизу подвергаются многие соли (особенно образованные слабым основанием и/или слабой кислотой), а также многие органические вещества (например, жиры, белки, углеводы, сложные эфиры).

Ответ: Вода способна образовывать гидраты с солями и другими веществами, а также участвовать в реакциях гидролиза.

Вода играет ключевую роль в фотосинтезе — сложнейшем биохимическом процессе, в ходе которого зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии на свету синтезируют органические вещества (углеводы) из неорганических — углекислого газа и воды.

Упрощенное суммарное уравнение фотосинтеза: $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{h\nu, \text{хлорофилл}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \uparrow$.

Ответ: Вода является одним из важнейших исходных веществ в процессе фотосинтеза, служа источником водорода для синтеза органических соединений и источником выделяющегося кислорода.