Страница 119 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Получение — __________ расплавов:

a) хлоридов MCl

$MCl \xrightarrow{\text{электролиз}} M + \text{____}$

б) щелочей MOH

$MOH \xrightarrow{\text{электролиз}} M + \text{____} + \text{____}$

В пропуске в заголовке, состоящем из 14 ячеек, наиболее подходящим по смыслу является словосочетание «щелочных металлов». Электролиз расплавов солей (хлоридов) и щелочей является основным промышленным способом их получения. Вероятно, в задании допущена опечатка, так как словосочетание «щелочных металлов» содержит 15 букв.

Решение

а) хлоридов MCl

Электролиз расплава хлорида металла M (где M - щелочной металл, имеющий степень окисления +1) приводит к образованию чистого металла на катоде и газообразного хлора на аноде.
В расплавленном состоянии хлорид диссоциирует на ионы: $MCl \rightleftharpoons M^+ + Cl^-$.
На электродах протекают следующие процессы:
На катоде (отрицательный электрод) происходит восстановление катионов металла:
Катод (-): $M^+ + 1e^- \rightarrow M^0$
На аноде (положительный электрод) происходит окисление хлорид-анионов:
Анод (+): $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$
Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, мы удваиваем реакцию на катоде и суммируем обе полуреакции. Общее уравнение электролиза:
$2MCl \xrightarrow{электролиз} 2M + Cl_2\uparrow$
Таким образом, в пропуске должно быть вещество — хлор.

Ответ: $Cl_2$.

б) щелочей MOH

Электролиз расплава гидроксида щелочного металла (щелочи) также используется для получения чистого металла. На катоде восстанавливается металл, а на аноде окисляются гидроксид-ионы.
В расплаве щелочь диссоциирует на ионы: $MOH \rightleftharpoons M^+ + OH^-$.
Процессы на электродах:
На катоде (отрицательный электрод) происходит восстановление катионов металла:
Катод (-): $M^+ + 1e^- \rightarrow M^0$
На аноде (положительный электрод) происходит окисление гидроксид-ионов с образованием кислорода и воды:
Анод (+): $4OH^- - 4e^- \rightarrow O_2\uparrow + 2H_2O$
Суммарное уравнение реакции с учетом баланса электронов (умножаем катодный процесс на 4):
$4MOH \xrightarrow{электролиз} 4M + O_2\uparrow + 2H_2O$
Следовательно, в пропусках должны быть вещества — кислород и вода.

Ответ: $O_2$ и $H_2O$ (в любой последовательности).

5. Оксиды щелочных металлов проявляют типичные свойства

основных оксидов, т. е. взаимодействуют с ________________.

Оксиды натрия и калия получают нагреванием их пероксидов

с избытком металла, например:

5.

Решение:

В предложении требуется указать, с какими веществами взаимодействуют оксиды щелочных металлов, проявляя свойства основных оксидов.

Оксиды щелочных металлов (общая формула $M_2O$, где M — щелочной металл, например, $Li_2O$, $Na_2O$, $K_2O$) являются типичными представителями основных оксидов. Основные оксиды — это оксиды, которые при химических реакциях проявляют основные свойства, то есть ведут себя как основания. Их наиболее характерное свойство — способность вступать в реакции с веществами, проявляющими кислотные свойства.

Рассмотрим основные типы реакций, характерные для оксидов щелочных металлов:

1. Взаимодействие с кислотами. Это классическая реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода.
Например, реакция оксида натрия ($Na_2O$) с соляной кислотой ($HCl$):
$Na_2O + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O$

2. Взаимодействие с кислотными оксидами. В результате этой реакции образуется соль.
Например, реакция оксида калия ($K_2O$) с оксидом углерода(IV) ($CO_2$):
$K_2O + CO_2 \rightarrow K_2CO_3$

3. Взаимодействие с водой. Оксиды щелочных металлов, как оксиды активных металлов, бурно реагируют с водой с образованием соответствующего гидроксида — щёлочи.
Например, реакция оксида лития ($Li_2O$) с водой ($H_2O$):
$Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH$

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами. При сплавлении основные оксиды реагируют с амфотерными оксидами, образуя соли.
Например, реакция оксида натрия ($Na_2O$) с оксидом алюминия ($Al_2O_3$):
$Na_2O + Al_2O_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2$ (алюминат натрия)

Таким образом, для заполнения пропуска в предложении «Оксиды щелочных металлов проявляют типичные свойства основных оксидов, т. е. взаимодействуют с...» необходимо перечислить классы веществ, обладающих кислотными свойствами, а также воду. Наиболее полным и точным ответом будет указание на взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами и водой.

Ответ: кислотами, кислотными оксидами и водой.

6. Гидроксиды щелочных металлов $MOH$ ($ \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} $), их растворимость и щелочные свойства усиливаются от $ \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} $ К $ \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} \boxed{\phantom{}} $.

6.

Решение

В данном задании необходимо заполнить пропуски в предложении, описывающем свойства гидроксидов щелочных металлов.

Исходное предложение: Гидроксиды щелочных металлов МОН (______), их растворимость и щелочные свойства усиливаются от _____ к _____.

1. Первый пропуск находится в скобках после общей формулы гидроксида МОН. В него нужно вписать общее название для гидроксидов щелочных металлов. Растворимые в воде основания, которыми являются гидроксиды щелочных металлов (LiOH, NaOH, KOH и т.д.), называют щёлочи. Это слово состоит из 6 букв (щ-ё-л-о-ч-и), что в точности соответствует количеству пустых ячеек в скобках.

2. Далее в предложении утверждается, что растворимость и щелочные (основные) свойства гидроксидов усиливаются в определённом направлении. В группе щелочных металлов (IА группа периодической системы) сверху вниз, то есть с увеличением порядкового номера элемента (от лития Li к францию Fr), происходит увеличение атомного радиуса. Это приводит к увеличению длины связи металл–кислород (M–O) в гидроксиде МОН и к её ослаблению. Чем слабее эта связь, тем легче гидроксид диссоциирует в водном растворе на ионы $M^{+}$ и $OH^{-}$. Более высокая концентрация гидроксид-ионов $OH^{-}$ означает более сильные щелочные свойства. Растворимость гидроксидов щелочных металлов также возрастает в этом направлении (сверху вниз по группе).

Таким образом, ряд усиления свойств выглядит так: LiOH < NaOH < KOH < RbOH < CsOH < FrOH.

3. Теперь необходимо подобрать названия элементов, которые соответствуют количеству ячеек в задании. Свойства усиливаются, значит, нужно указать направление от элемента, стоящего выше в группе, к элементу, стоящему ниже.

- Первый пропуск после слова "от" состоит из 5 ячеек. Сюда нужно вписать название элемента в родительном падеже. - Второй пропуск после предлога "к" состоит из 6 ячеек. Сюда нужно вписать название элемента в дательном падеже.

Проанализируем названия щелочных металлов в нужных падежах и посчитаем количество букв:

- Литий: от лития (5 букв), к литию (5 букв). - Натрий: от натрия (6 букв), к натрию (6 букв). - Калий: от калия (5 букв), к калию (5 букв). - Рубидий: от рубидия (7 букв), к рубидию (7 букв). - Цезий: от цезия (5 букв), к цезию (5 букв). - Франций: от франция (7 букв), к францию (7 букв).

Исходя из анализа, для первого пропуска (5 букв) подходят "лития", "калия", "цезия". Для второго пропуска (6 букв) подходит только "натрию".

Поскольку свойства усиливаются, первый элемент должен стоять в группе выше, чем второй. Единственная комбинация, удовлетворяющая всем условиям (направление усиления свойств и количество букв), — это от лития к натрию.

Таким образом, полностью заполненное предложение выглядит следующим образом: Гидроксиды щелочных металлов МОН (щёлочи), их растворимость и щелочные свойства усиливаются от лития к натрию.

Ответ: Гидроксиды щелочных металлов МОН (щёлочи), их растворимость и щелочные свойства усиливаются от лития к натрию.

7. Установите соответствие между катионом и цветом, в который он окрашивает пламя.

КАТИОН

А) $Li^+$

Б) $Na^+$

В) $K^+$

Г) $Cs^+$

ЦВЕТ ПЛАМЕНИ

1) малиновый

2) фиолетовый

3) красный

4) жёлтый

Ответ:

А

Б

В

Г

Решение:

Для установления соответствия необходимо вспомнить характерные цвета, в которые катионы щелочных металлов окрашивают пламя горелки. Это качественная реакция, используемая в аналитической химии для определения данных катионов.

А) $Li^+$
Катион лития окрашивает пламя в характерный карминово-красный (малиновый) цвет. Из предложенных вариантов ему наиболее точно соответствует цвет 1) малиновый.
Ответ: 1

Б) $Na^+$
Катион натрия придает пламени очень интенсивный и характерный жёлтый цвет. Это одна из самых известных качественных реакций. Следовательно, ему соответствует вариант 4) жёлтый.
Ответ: 4

В) $K^+$
Катион калия окрашивает пламя в бледно-фиолетовый (лиловый) цвет. Ему соответствует вариант 2) фиолетовый.
Ответ: 2

Г) $Cs^+$
Катион цезия, $Cs^+$, в действительности окрашивает пламя в сине-фиолетовый цвет. В предложенном списке вариантов такой цвет отсутствует. Методом исключения, после сопоставления катионов А, Б и В с цветами 1, 4 и 2, остается только цвет 3) красный. Вероятнее всего, в условии задачи допущена ошибка, и под литерой Г подразумевался другой катион (например, стронций $Sr^{2+}$), который действительно окрашивает пламя в красный цвет. Тем не менее, в рамках данного задания, где требуется установить однозначное соответствие, мы вынуждены сопоставить оставшийся катион с оставшимся цветом.
Ответ: 3

Ответ: 1423