Номер 3, страница 102 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

10. Металлы. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 3, страница 102.

Условие.

3. Заполните в тетради таблицу.

Реагенты

Уравнение реакции*

c Na

c Al

c Cu

$H_2$

$O_2$

Металлы

Неметаллы

$H_2O$

Кислотные оксиды

Основные оксиды

Кислоты-неокислители

Основания

Соли

* Приведите уравнения возможных реакций.

Решение.

Решение 2.

Ниже представлены уравнения возможных химических реакций для натрия (Na), алюминия (Al) и меди (Cu) с различными реагентами.

H₂

Решение:

Натрий является активным щелочным металлом и при нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида натрия. Алюминий и медь, как менее активные металлы, с водородом напрямую не взаимодействуют.

Ответ:
с Na: $2Na + H_2 \xrightarrow{t} 2NaH$
с Al: реакция не идет
с Cu: реакция не идет

O₂

Решение:

Все три металла реагируют с кислородом при нагревании. Натрий при горении в избытке кислорода образует пероксид. Алюминий образует прочную оксидную пленку, которая защищает его от дальнейшего окисления. Медь при нагревании окисляется до оксида меди(II).

Ответ:
с Na: $2Na + O_2 \xrightarrow{t} Na_2O_2$
с Al: $4Al + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3$
с Cu: $2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

Металлы

Решение:

Металлы друг с другом не вступают в типичные химические реакции обмена или соединения. Они могут образовывать гомогенные смеси (сплавы) или интерметаллические соединения, но это не рассматривается как стандартная реакция в данном контексте.

Ответ:
с Na: не реагирует (образует сплавы)
с Al: не реагирует (образует сплавы)
с Cu: не реагирует (образует сплавы)

Неметаллы

Решение:

Все три металла реагируют со многими неметаллами (например, с галогенами, серой) при нагревании. В качестве примера приведены реакции с серой.

Ответ:
с Na: $2Na + S \xrightarrow{t} Na_2S$
с Al: $2Al + 3S \xrightarrow{t} Al_2S_3$
с Cu: $Cu + S \xrightarrow{t} CuS$

H₂O

Решение:

Активность металлов по отношению к воде определяется их положением в электрохимическом ряду напряжений. Натрий, как очень активный металл, бурно реагирует с холодной водой. Алюминий защищен оксидной пленкой, но реагирует с горячей водой или паром. Медь стоит после водорода и с водой не реагирует.

Ответ:
с Na: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$
с Al: $2Al + 6H_2O \xrightarrow{t} 2Al(OH)_3 \downarrow + 3H_2 \uparrow$
с Cu: реакция не идет

Кислотные оксиды

Решение:

Активные металлы, такие как натрий и алюминий, являются сильными восстановителями и могут восстанавливать неметаллы из их оксидов при высоких температурах. Медь для таких реакций недостаточно активна. В качестве примера взят диоксид кремния (SiO₂).

Ответ:
с Na: $4Na + SiO_2 \xrightarrow{t} 2Na_2O + Si$
с Al: $4Al + 3SiO_2 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3 + 3Si$
с Cu: реакция не идет

Основные оксиды

Решение:

Более активные металлы могут вытеснять менее активные из их оксидов (металлотермия). Натрий и алюминий могут восстановить медь из ее оксида. Медь не может восстановить более активные металлы.

Ответ:
с Na: $2Na + CuO \xrightarrow{t} Na_2O + Cu$
с Al: $2Al + 3CuO \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3Cu$
с Cu: реакция не идет

Кислоты-неокислители

Решение:

Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода (Na, Al), реагируют с кислотами-неокислителями (HCl, H₂SO₄ разб.), вытесняя из них водород. Медь, стоящая после водорода, с такими кислотами не реагирует.

Ответ:
с Na: $2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2 \uparrow$
с Al: $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$
с Cu: реакция не идет

Основания

Решение:

С растворами щелочей реагируют только амфотерные металлы. Из представленных металлов амфотерным является алюминий. Он растворяется в щелочах с образованием комплексной соли и выделением водорода. Натрий и медь со щелочами не реагируют.

Ответ:
с Na: реакция не идет
с Al: $2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$
с Cu: реакция не идет

Соли

Решение:

В растворах солей более активные металлы вытесняют менее активные. Однако натрий настолько активен, что в первую очередь реагирует с водой. Алюминий вытесняет медь из раствора ее соли. Медь, в свою очередь, может вытеснить еще менее активные металлы, например, серебро.

Ответ:
с Na: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$ (реагирует с водой)
с Al: $2Al + 3CuSO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3Cu \downarrow$
с Cu: $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag \downarrow$