Страница 60 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

В каких случаях вода не вступает в химическую реакцию с оксидами?

Вода ($H_2O$) не вступает в химическую реакцию с оксидами в нескольких случаях, что определяется химической природой оксида, то есть его принадлежностью к определенному классу и активностью элемента, его образующего.

1. Основные оксиды, которым соответствуют нерастворимые основания

Вода активно реагирует только с оксидами щелочных металлов (IА группа, например, $Na_2O$) и некоторых щелочноземельных металлов (IIА группа, например, $CaO, BaO$), образуя соответствующие им растворимые основания — щёлочи.

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

Однако вода не реагирует с большинством других основных оксидов, которым соответствуют нерастворимые в воде основания (гидроксиды). Это, как правило, оксиды менее активных металлов (например, переходных). Гидроксиды этих металлов получают косвенными путями (например, реакциями обмена).

Примеры оксидов, не реагирующих с водой: оксид меди(II) ($CuO$), оксид железа(III) ($Fe_2O_3$), оксид марганца(II) ($MnO$).

2. Инертные кислотные оксиды

Большинство кислотных оксидов (оксиды неметаллов) реагируют с водой, образуя соответствующие кислоты. Например: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$.

Главным исключением является оксид кремния(IV) ($SiO_2$), известный как кремнезём или кварцевый песок. Он имеет очень прочную атомную кристаллическую решётку, что делает его химически инертным по отношению к воде в обычных условиях. Соответствующая ему кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) не может быть получена прямой реакцией оксида с водой.

3. Амфотерные оксиды

Амфотерные оксиды способны проявлять как основные, так и кислотные свойства, то есть они реагируют и с сильными кислотами, и со щелочами. Однако с водой, которая является очень слабым амфотерным электролитом, они не взаимодействуют.

Примеры амфотерных оксидов: оксид алюминия ($Al_2O_3$), оксид цинка ($ZnO$), оксид бериллия ($BeO$), оксид хрома(III) ($Cr_2O_3$).

4. Несолеобразующие (безразличные) оксиды

Это группа оксидов неметаллов, которые не проявляют ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и не способны образовывать соли при реакции с кислотами или основаниями. Они также не реагируют и с водой.

К ним относятся: оксид углерода(II) ($CO$), оксид азота(I) ($N_2O$) и оксид азота(II) ($NO$).

Ответ:

Вода не вступает в химическую реакцию со следующими типами оксидов:

• С основными оксидами, которым соответствуют нерастворимые основания (например, $CuO$, $Fe_2O_3$).
• С кислотным оксидом кремния(IV) ($SiO_2$).
• Со всеми амфотерными оксидами (например, $Al_2O_3$, $ZnO$).
• Со всеми несолеобразующими (безразличными) оксидами (например, $CO$, $N_2O$, $NO$).

Как изменяется окраска индикаторов в растворах кислот и щелочей?

Индикаторы – это химические вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от кислотности среды, то есть от концентрации ионов водорода, которая выражается через водородный показатель $pH$. Это позволяет визуально определять, является ли раствор кислым ($pH < 7$), щелочным ($pH > 7$) или нейтральным ($pH = 7$). Изменение цвета происходит потому, что молекулы индикатора могут существовать в двух или более формах, имеющих разное строение и, соответственно, разную окраску.

Лакмус

Лакмус является одним из самых известных природных индикаторов. В растворах кислот, где $pH < 7$, он окрашивается в красный цвет. В нейтральной среде, например, в чистой воде ($pH = 7$), лакмус имеет свою исходную фиолетовую окраску. В растворах щелочей ($pH > 7$) он становится синим.

Ответ: В кислой среде лакмус красный, в щелочной — синий.

Фенолфталеин

Фенолфталеин — это синтетический индикатор, широко применяемый в лабораторной практике. Его отличительная черта в том, что он остается бесцветным как в кислой, так и в нейтральной среде. Изменение цвета происходит только в щелочной среде: при $pH > 8.2$ раствор приобретает яркую малиновую (пурпурную) окраску. В очень сильнощелочных растворах ($pH > 12$) он может снова обесцветиться.

Ответ: В кислой среде фенолфталеин бесцветен, в щелочной — малиновый.

Метилоранж (Метиловый оранжевый)

Метилоранж — это кислотно-основный индикатор, переход окраски которого происходит в кислой области $pH$. В сильнокислой среде ($pH < 3.1$) он имеет красный цвет. В слабокислых, нейтральных и щелочных растворах ($pH > 4.4$) его окраска — желтая. В промежуточной области $pH$ от 3.1 до 4.4 цвет индикатора меняется с красного на желтый через различные оттенки оранжевого.

Ответ: В кислой среде метилоранж красный, в щелочной (а также нейтральной) — желтый.

Универсальный индикатор

Универсальный индикатор представляет собой смесь нескольких индикаторов, что позволяет ему изменять цвет в широком диапазоне $pH$ и более точно определять кислотность. В отличие от других индикаторов, он не просто показывает "кислота/щелочь", а дает представление о силе кислоты или щелочи. В сильнокислых средах ($pH \approx 1-3$) он красный, при увеличении $pH$ цвет меняется на оранжевый и желтый ($pH \approx 4-6$). В нейтральной среде ($pH = 7$) он зеленый. В щелочных растворах цвет изменяется от сине-зеленого и синего ($pH \approx 8-11$) до фиолетового в сильнощелочной среде ($pH \approx 12-14$).

Ответ: Окраска универсального индикатора изменяется по спектру: от красного в сильных кислотах до фиолетового в сильных щелочах, проходя через желтый и зеленый (нейтральная среда).