Номер 3, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

3. Перечислите общие химические свойства щелочноземельных металлов. Подчеркните особенности взаимодействия этих металлов с водой.

Щелочноземельные металлы — это химические элементы 2-й группы периодической таблицы (кальций $Ca$, стронций $Sr$, барий $Ba$, радий $Ra$). Часто к этой группе относят также бериллий $Be$ и магний $Mg$ из-за сходства в свойствах. Все они являются активными металлами и сильными восстановителями, в соединениях проявляют постоянную степень окисления +2.

Общие химические свойства щелочноземельных металлов

1. Взаимодействие с простыми веществами (неметаллами):

   • С кислородом образуют оксиды ($MeO$), а барий также и пероксид ($BaO_2$):
     $2Me + O_2 \rightarrow 2MeO$

   • С галогенами образуют галогениды ($MeX_2$):
     $Me + X_2 \rightarrow MeX_2$

   • С водородом при нагревании образуют гидриды ($MeH_2$), кроме бериллия:
     $Me + H_2 \xrightarrow{t^\circ} MeH_2$

   • С азотом при нагревании образуют нитриды ($Me_3N_2$):
     $3Me + N_2 \xrightarrow{t^\circ} Me_3N_2$

   • С серой образуют сульфиды ($MeS$):
     $Me + S \xrightarrow{t^\circ} MeS$

2. Взаимодействие со сложными веществами:

   • С кислотами (неокислителями) бурно реагируют с выделением водорода:
     $Me + 2HCl \rightarrow MeCl_2 + H_2 \uparrow$

   • С водой реагируют с образованием гидроксида и водорода. Активность взаимодействия растет сверху вниз по группе (подробно рассмотрено ниже).

   • Как сильные восстановители, могут вытеснять менее активные металлы из растворов их солей:
     $Ca + CuSO_4 \rightarrow CaSO_4 \downarrow + Cu$

   • Способны восстанавливать некоторые неметаллы и металлы из их оксидов при нагревании:
     $2Mg + CO_2 \xrightarrow{t^\circ} 2MgO + C$

Особенности взаимодействия этих металлов с водой

Ключевой особенностью взаимодействия щелочноземельных металлов с водой является сильное изменение их активности при движении сверху вниз по группе.

• Бериллий (Be) практически не реагирует с водой (ни с холодной, ни с горячей) из-за наличия на его поверхности очень прочной и химически инертной оксидной пленки $BeO$.

• Магний (Mg) очень медленно взаимодействует с холодной водой. Реакция ускоряется при кипячении, так как образующийся гидроксид $Mg(OH)_2$ малорастворим и пассивирует поверхность металла. С водяным паром магний реагирует энергично, образуя оксид $MgO$ и водород.
  $Mg + 2H_2O_{ (горяч.)} \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow$

• Кальций (Ca) достаточно энергично реагирует с холодной водой, образуя малорастворимый гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ и водород:
  $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow$

• Стронций (Sr) и Барий (Ba) бурно реагируют даже с холодной водой. Активность реакции возрастает от стронция к барию. В результате образуются хорошо растворимые сильные основания (щёлочи) и водород:
  $Sr + 2H_2O \rightarrow Sr(OH)_2 + H_2 \uparrow$
  $Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$

Таким образом, реакционная способность по отношению к воде резко возрастает в ряду $Be < Mg < Ca < Sr < Ba$.

Ответ: Общие химические свойства щелочноземельных металлов включают их высокую восстановительную активность, взаимодействие с неметаллами (кислородом, галогенами, водородом, азотом) с образованием оксидов, галогенидов, гидридов и нитридов, а также реакцию с кислотами и водой. Особенностью взаимодействия с водой является резкое увеличение активности в ряду от бериллия к барию: бериллий не реагирует с водой из-за оксидной пленки, магний реагирует с горячей водой, а кальций, стронций и барий все более энергично реагируют с холодной водой, образуя соответствующий гидроксид и водород.