Страница 64 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Какие генетические ряды образуют типичные металлы?

Генетический ряд в химии — это последовательность веществ разных классов, которые содержат один и тот же химический элемент и связаны между собой взаимопревращениями. Эти превращения показывают «родственную» связь между соединениями.

Типичные металлы (например, щелочные и щелочноземельные металлы, такие как натрий, калий, кальций) образуют генетический ряд, который отражает их основные свойства. Общая схема такого ряда следующая:

металл → основный оксид → основание (гидроксид) → соль

Рассмотрим эту последовательность на примере типичного металла — кальция ($Ca$):

1. Начальное звено — простое вещество металл, кальций ($Ca$). При взаимодействии с кислородом он образует оксид.
   $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$
2. Следующее звено — основный оксид, оксид кальция ($CaO$). Это соединение проявляет ярко выраженные основные свойства. При реакции с водой оно образует основание.
   $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
3. Далее в ряду следует основание — гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), который является щёлочью. Основания вступают в реакцию нейтрализации с кислотами, образуя соль и воду.
   $Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$
4. Завершающим звеном в ряду часто является соль. В данном примере — хлорид кальция ($CaCl_2$).

Таким образом, полный генетический ряд для кальция выглядит как цепочка превращений:

$Ca \rightarrow CaO \rightarrow Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2$

Эта схема является общей для всех типичных металлов.

Ответ: Типичные металлы образуют генетические ряды, соответствующие схеме: металл → основный оксид → основание (гидроксид) → соль.

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Получение соединений углерода.

«ПОМОЩНИК»

Поместите уголёк в ложку для сжигания веществ и раскалите его на пламени спиртовки (газовой горелки).

Внесите уголёк в выданную вам колбу с кислородом.

Когда уголёк сгорит, извлеките из колбы ложку для сжигания веществ и плотно закройте колбу пробкой.

В колбу с углекислым газом налейте известковую воду, закройте колбу пробкой и взболтайте.

К веществу, полученному в предыдущем опыте, добавьте раствор соляной кислоты.

Решение

Данный лабораторный опыт описывает последовательность действий для получения углекислого газа и изучения его химических свойств, а также свойств его производных (солей угольной кислоты).

Поместите уголёк в ложку для сжигания веществ и раскалите его на пламени спиртовки (газовой горелки).

Этот этап является подготовкой к основной реакции. Уголь, который в основном состоит из углерода ($C$), нагревают до высокой температуры (раскаляют), чтобы сообщить ему энергию активации, необходимую для начала реакции горения с кислородом.

Ответ: Уголёк раскаляют для инициирования реакции горения.

Внесите уголёк в выданную вам колбу с кислородом.

В атмосфере чистого кислорода ($O_2$) раскалённый уголь начинает гореть гораздо интенсивнее, чем на воздухе. Происходит экзотермическая реакция окисления углерода до оксида углерода(IV), или углекислого газа ($CO_2$). Реакция сопровождается ярким свечением. Уравнение химической реакции:

$C_{(тв)} + O_{2(г)} \rightarrow CO_{2(г)}$

Ответ: Происходит реакция горения углерода в кислороде с образованием углекислого газа.

Когда уголёк сгорит, извлеките из колбы ложку для сжигания веществ и плотно закройте колбу пробкой.

После завершения горения ложку удаляют, а колбу герметично закрывают. Это необходимо, чтобы газообразный продукт реакции — углекислый газ — остался в колбе и не смешался с окружающим воздухом, что позволяет провести с ним дальнейшие качественные реакции.

Ответ: Колбу закрывают, чтобы сохранить полученный углекислый газ для следующего этапа опыта.

В колбу с углекислым газом налейте известковую воду, закройте колбу пробкой и взболтайте.

Добавление известковой воды (насыщенного раствора гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$) является качественной реакцией на углекислый газ. При их взаимодействии образуется нерастворимое в воде вещество — карбонат кальция ($CaCO_3$), который выпадает в виде белого осадка, вызывая помутнение раствора. Уравнение реакции:

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Ответ: Наблюдается помутнение известковой воды вследствие образования белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$).

К веществу, полученному в предыдущем опыте, добавьте раствор соляной кислоты.

Вещество, полученное в предыдущем опыте, — это осадок карбоната кальция ($CaCO_3$). Соляная кислота ($HCl$) является более сильной кислотой, чем угольная ($H_2CO_3$), поэтому она вступает в реакцию с карбонатом кальция. В результате реакции образуются растворимая соль хлорид кальция ($CaCl_2$), вода и углекислый газ, который выделяется в виде пузырьков. Белый осадок при этом растворяется. Уравнение реакции:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Белый осадок растворяется, и происходит бурное выделение газа (вскипание).