Номер 3, страница 9 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Дайте характеристику магния — простого вещества. Какой тип связи наблюдается в нём? Какие физические свойства имеет металл магний? Запишите уравнения реакций магния со следующими веществами:

а) кислородом;

б) хлором $Cl_2$;

в) серой;

г) азотом $N_2$;

д) соляной кислотой.

Рассмотрите их с позиций процессов окисления-восстановления.

Магний ($Mg$) — это химический элемент с атомным номером 12, расположенный во второй группе, третьем периоде периодической системы. Он относится к щелочноземельным металлам. Как простое вещество магний является лёгким, ковким металлом серебристо-белого цвета.

В кристаллической решетке магния атомы связаны металлической связью. Этот тип связи возникает за счёт электростатического притяжения между положительными ионами магния ($Mg^{2+}$) и обобществленным «электронным газом» из валентных электронов, которые свободно перемещаются по всему объему металла.

Физические свойства магния: это очень лёгкий металл (плотность 1,738 г/см³), пластичный, обладает хорошей электро- и теплопроводностью. Температура плавления составляет 650 °C, кипения — 1090 °C. На воздухе он покрывается прочной оксидной плёнкой ($MgO$), которая защищает его от дальнейшей коррозии.

Во всех приведённых ниже реакциях магний, как активный металл, выступает в роли восстановителя, отдавая два электрона и повышая свою степень окисления от 0 до +2.

а) с кислородом
Уравнение реакции горения магния в кислороде: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$. В этой окислительно-восстановительной реакции магний ($Mg^0$) является восстановителем, он окисляется, отдавая два электрона: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Кислород ($O_2^0$) является окислителем, он восстанавливается, принимая электроны: $O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$.
Ответ: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$; магний — восстановитель, кислород — окислитель.

б) с хлором Cl₂
Уравнение реакции магния с хлором: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$. В этой реакции магний ($Mg^0$) выступает в роли восстановителя, он отдает два электрона и окисляется до $Mg^{+2}$. Хлор ($Cl_2^0$) является окислителем, его молекула принимает два электрона, и он восстанавливается до ионов $Cl^{-}$: $Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-}$.
Ответ: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$; магний — восстановитель, хлор — окислитель.

в) с серой
Уравнение реакции магния с серой при нагревании: $Mg + S \rightarrow MgS$. Магний ($Mg^0$) является восстановителем, он окисляется, отдавая два электрона: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Сера ($S^0$) является окислителем, она восстанавливается, принимая два электрона: $S^0 + 2e^- \rightarrow S^{-2}$.
Ответ: $Mg + S \rightarrow MgS$; магний — восстановитель, сера — окислитель.

г) с азотом N₂
Уравнение реакции магния с азотом при сильном нагревании: $3Mg + N_2 \rightarrow Mg_3N_2$. В этой реакции магний ($Mg^0$) является восстановителем, он окисляется, отдавая электроны: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Азот ($N_2^0$) является окислителем, он восстанавливается, принимая электроны: $N_2^0 + 6e^- \rightarrow 2N^{-3}$.
Ответ: $3Mg + N_2 \rightarrow Mg_3N_2$; магний — восстановитель, азот — окислитель.

д) с соляной кислотой
Уравнение реакции магния с соляной кислотой: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$. В этой реакции замещения магний ($Mg^0$) является восстановителем, он вытесняет водород из кислоты, окисляясь до $Mg^{+2}$: $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$. Окислителем являются ионы водорода ($H^{+}$) из кислоты, которые принимают электроны и восстанавливаются до молекулярного водорода: $2H^{+} + 2e^- \rightarrow H_2^0$.
Ответ: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$; магний — восстановитель, ионы водорода ($H^{+}$) в соляной кислоте — окислитель.