Номер 5, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. Охарактеризуйте свойства оксида кальция как основного оксида. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций в молекулярной и ионной формах.

Оксид кальция ($CaO$) — это оксид щелочноземельного металла, который проявляет ярко выраженные основные свойства. Основные оксиды — это оксиды, которым соответствуют основания. Свойства оксида кальция как основного оксида подтверждаются его реакциями с кислотами, кислотными оксидами и водой.

1. Взаимодействие с кислотами

Как и все основные оксиды, оксид кальция реагирует с кислотами, в результате чего образуется соль и вода. Это типичная реакция нейтрализации. Рассмотрим реакцию с соляной кислотой ($HCl$).

Молекулярное уравнение:

$CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

Полное ионное уравнение:

Оксид кальция — твердое вещество, соляная кислота — сильный электролит, хлорид кальция — растворимая соль.

$CaO(тв) + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после исключения ионов-наблюдателей $Cl^-$):

$CaO(тв) + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O$

Ответ: Оксид кальция реагирует с кислотой с образованием соли и воды, что является характерным свойством основных оксидов. Уравнение реакции в молекулярной форме: $CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$. В сокращенной ионной форме: $CaO(тв) + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O$.

2. Взаимодействие с кислотными оксидами

Основные оксиды способны реагировать с кислотными оксидами, образуя соли. Например, оксид кальция (негашеная известь) легко поглощает из воздуха углекислый газ ($CO_2$), который является кислотным оксидом, с образованием соли — карбоната кальция ($CaCO_3$).

Молекулярное уравнение:

$CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$

Ионное уравнение:

Данная реакция протекает между твердым веществом ($CaO$) и газом ($CO_2$) с образованием нерастворимого твердого продукта ($CaCO_3$). Поскольку реакция не протекает в водном растворе с участием диссоциированных ионов, составление ионного уравнения для этого процесса некорректно.

Ответ: Оксид кальция реагирует с кислотным оксидом с образованием соли, что подтверждает его основный характер. Реакция описывается молекулярным уравнением: $CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$.

3. Взаимодействие с водой

Оксиды активных металлов, к которым относится кальций, взаимодействуют с водой, образуя соответствующее основание (щелочь). Реакция оксида кальция с водой, известная как "гашение извести", является экзотермической и приводит к образованию гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$).

Молекулярное уравнение:

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Ионное уравнение:

Хотя гидроксид кальция является малорастворимым веществом, в ионном уравнении можно показать процесс образования ионов $Ca^{2+}$ и гидроксид-ионов $OH^-$, которые и обуславливают щелочную среду раствора.

$CaO(тв) + H_2O \rightarrow Ca^{2+} + 2OH^-$

Образование гидроксид-ионов ($OH^-$) является прямым доказательством образования основания при реакции основного оксида с водой.

Ответ: Оксид кальция взаимодействует с водой с образованием основания — гидроксида кальция, что доказывает его основные свойства. Уравнение реакции в молекулярной форме: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$. В ионной форме, показывающей образование щелочной среды: $CaO(тв) + H_2O \rightarrow Ca^{2+} + 2OH^-$.