Номер 1, страница 62 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Свойства металлов, оксидов металлов, оснований.

Свойства металлов

Металлы — это элементы, которые в химических реакциях, как правило, отдают электроны, проявляя свойства восстановителей. Их свойства можно разделить на физические и химические.

Физические свойства:

• Металлический блеск (способность отражать свет).

• Высокая электро- и теплопроводность, обусловленная наличием свободных электронов в кристаллической решетке.

• Пластичность (ковкость и тягучесть) — способность изменять форму под давлением без разрушения.

• Твердое агрегатное состояние при стандартных условиях (кроме ртути, которая является жидкостью).

• Как правило, высокие температуры плавления и кипения (исключения: щелочные металлы, ртуть, галлий).

• Высокая плотность (исключения: щелочные и щелочноземельные металлы).

Химические свойства:

• Взаимодействие с неметаллами. Металлы реагируют с кислородом (образуя оксиды), галогенами (образуя галогениды), серой (образуя сульфиды) и др.
  Пример: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$
  $Fe + S \xrightarrow{t} FeS$

• Взаимодействие с водой. Реакция зависит от активности металла:

  • Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) реагируют с водой при обычных условиях с образованием щелочи и водорода: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

  • Металлы средней активности (например, Al, Zn, Fe) реагируют с водой при нагревании, образуя оксид и водород: $Zn + H_2O \xrightarrow{t} ZnO + H_2\uparrow$

  • Неактивные металлы (Cu, Ag, Au, Pt) с водой не реагируют.

• Взаимодействие с кислотами. Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов кислот-неокислителей (например, HCl, разбавленная $H_2SO_4$).
  $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$
  С кислотами-окислителями (азотной кислотой, концентрированной серной кислотой) реакция идет по-другому, без выделения водорода.

• Взаимодействие с растворами солей. Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.
  $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

• Некоторые металлы (амфотерные, например, Al, Zn, Be) могут реагировать с растворами щелочей.
  $2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

Ответ: Металлы характеризуются набором типичных физических свойств (блеск, проводимость, пластичность) и химических свойств, основанных на их способности быть восстановителями. Они реагируют с неметаллами, водой, кислотами, солями менее активных металлов, а амфотерные металлы — и со щелочами.

Свойства оксидов металлов

Оксиды металлов — это соединения металлов с кислородом. В зависимости от степени окисления металла и его природы, оксиды делятся на основные, амфотерные и кислотные.

• Основные оксиды. Образованы, как правило, металлами в низких степенях окисления (+1, +2), например, $Na_2O, CaO, CuO$.

  • Реагируют с кислотами с образованием соли и воды: $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$.

  • Реагируют с кислотными оксидами с образованием соли: $Na_2O + SO_3 \rightarrow Na_2SO_4$.

  • Оксиды активных металлов (щелочных и щелочноземельных) реагируют с водой, образуя щелочи: $K_2O + H_2O \rightarrow 2KOH$.

• Амфотерные оксиды. Образованы металлами, проявляющими двойственные свойства (например, $Al_2O_3, ZnO, BeO, Cr_2O_3$). Они реагируют и с кислотами, и со щелочами.

  • Как основные оксиды, реагируют с сильными кислотами: $ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$.

  • Как кислотные оксиды, реагируют со щелочами. В растворе образуются комплексные соли: $Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$. При сплавлении образуются средние соли: $Al_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + H_2O$.

• Кислотные оксиды. Образованы металлами в высоких степенях окисления (обычно +5 и выше), например, $CrO_3, Mn_2O_7$.

  • Реагируют с водой с образованием соответствующих кислот: $CrO_3 + H_2O \rightarrow H_2CrO_4$.

  • Реагируют со щелочами с образованием соли и воды: $Mn_2O_7 + 2KOH \rightarrow 2KMnO_4 + H_2O$.

  • Реагируют с основными оксидами с образованием соли: $SO_3 + CaO \rightarrow CaSO_4$.

Ответ: Свойства оксидов металлов зависят от природы металла и его степени окисления. Они могут быть основными (реагируют с кислотами), кислотными (реагируют с основаниями) или амфотерными (реагируют и с кислотами, и с основаниями).

Свойства оснований

Основания — это сложные вещества, состоящие из катиона металла (или иона аммония $NH_4^+$) и одной или нескольких гидроксогрупп ($-OH$). Делятся на растворимые в воде (щелочи) и нерастворимые.

Общие свойства (характерны в основном для щелочей):

• Изменяют окраску индикаторов: лакмус становится синим, метилоранж — желтым, а фенолфталеин (только в щелочах) — малиновым.

• Вступают в реакцию нейтрализации с кислотами, образуя соль и воду: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$. Это свойство характерно для всех оснований.

Специфические свойства щелочей (растворимых оснований):

• Реагируют с кислотными оксидами: $2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$.

• Реагируют с растворами солей, если в результате реакции образуется нерастворимое вещество (осадок) или газ: $Ba(OH)_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KOH$.

• Реагируют с амфотерными металлами, оксидами и гидроксидами: $2NaOH + Zn(OH)_2 \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$.

Специфические свойства нерастворимых оснований:

• Не изменяют окраску индикаторов, так как практически не диссоциируют в воде.

• Разлагаются при нагревании на соответствующий оксид металла и воду. Щелочи (кроме $LiOH$) термически устойчивы.
  $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O$

Амфотерные гидроксиды (например, $Al(OH)_3, Zn(OH)_2$) обладают свойствами как слабых оснований (реагируют с кислотами), так и слабых кислот (реагируют со щелочами).

Ответ: Основания — это соединения металлов с гидроксогруппами. Все они реагируют с кислотами. Растворимые основания (щелочи) также взаимодействуют с кислотными оксидами, солями и амфотерными соединениями. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются.