ГДЗ Попель Хімія 8 клас § 42 МЕТАЛИ ЯК РЕАГЕНТИ. ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ експерименти в хімічному кабінеті і вдома Відповіді до підручника

Інші завдання дивись тут...

© 8next.com (відповіді, перероблене і доповнене)
Виконаймо вправи
Складіть рівняння реакцій.
а) магнію з киснем;
2Mg + O2 = 2MgO
б) алюмінію із сіркою.
4Al + 3O2 = 2Al2O3

Думаймо

Зверніть увагу на розміщення в ряду активності калію і натрію (метали, утворені хімічними елементами І групи), а також барію, кальцію і магнію (метали, утворені хімічними елементами II групи). Зробіть висновок щодо зміни хімічної активності металів залежно від розміщення відповідних хімічних елементів у кожній групі періодичної таблиці.
У ряді активності металів, запропоновані метали розміщуються так:
калій, барій, кальцій, натрій, магній.
Порівнюючи будову атомів цих металів, спостерігаємо справа наліво збільшення радіусів атомів й, відповідно, зростає здатність втрачати електрони, тому хімічна активність металів справа наліво посилюється від магнію до калію.

 

Виконаймо вправу
Літій реагує із сіркою згідно з рівнянням 2Li + S = Li2S. Запишіть схеми окиснення і відновлення до цієї реакції. Яка речовина окиснюється, а яка відновлюється?
Атоми Літію втрачають електрони й перетворюються на катіони:
Li – 1e– = Li+ — процес окиснення
Атоми Сульфуру отримують електрони й перетворюються на аніони:
S – 2e– = S2– — процес відновлення.
Літій окиснюється, тому є відновником, а сірка відновлюється, тому є окисником.

 

Думаймо
Назвіть функції реагентів і процеси їх перетворення в реакції.
Fe2О3 + 2Аl = Аl2O3 + 2Fe. 
Алюміній (Al) — відновник (втрачає електрони, процес окиснення).
Ферум (III) оксид (Fe2O3) — окисник (йони Феруму Fe3+ отримують електрони, процес відновлення).

 

Запитання
Зверніть увагу на таку особливість окисно–відновної реакції: скільки електронів втрачають частинки одного реагенту, стільки ж їх приєднують частинки другого реагенту. Перевірте це, використавши рівняння реакцій кальцію з киснем і літію із сіркою.
2Ca + O2 = 2CaO
Два атоми Кальцію втрачають разом 4 електрони, кожен з них по два електрони, а два атоми Оксигену отримують ці 4 електрони, кожен з них по два електрони.
2Li + S = Li2S
Два атоми Літію втрачають 2 електрони, кожен з них по одному електрону, а атом Сульфуру приєднує ці 2 електрони.
Отже, кількість втрачених електронів частинками одного реагенту і приєднання частинками другого реагенту є однакова. 

 

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про хімічну активність металів та особливості окисно–відновних реакцій.
Відносну хімічну активність металів ілюструє ряд активності металів (ряд активності М.Бекетова): що лівіше в цьому ряді перебуває метал, то більшу хімічну активність він виявляє. Особливість окисно–відновної реакції: скільки електронів втрачають частинки одного реагенту, стільки ж їх приєднують частинки другого реагенту.

 

Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. 
Спробуй пояснити чому хімічно найпасивнішим серед металів є золото.
Метал золото (Au) перебуває останнім справа в ряді активності металів, що підтверджує хімічну пасивність золота у порівнянні з іншими металами.

 

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

Вправа 439

Охарактеризуйте зміни, які відбуваються з атомами металу, що бере участь у хімічній реакції.
Атоми металу під час окисно–відновних реакцій віддають певну кількість електронів, тому метали в цих реакціях є відновниками.

 

Вправа 440
Напишіть рівняння реакції натрію з хлором. Які частинки речовин втрачають електрони, а які — приєднують? Назвіть окисник і відновник.
2Na + Cl2 = 2NaCl
Атом Натрію втрачає 1 електрон і перетворюється на йон Na+, атом Хлору приєднує один електрон і перетворюється на йон Cl–. Окисником є хлор, а відновником — натрій.

 

Вправа 441
Відшукайте в ряду активності метали, утворені елементами 3–го періоду. Як змінюється їхня хімічна активність залежно від розміщення відповідних елементів у періоді?
Елементами 3–го періоду в ряді активності металів є хімічні елементи Na, Mg, Al, яким відповідають метали натрій, магній і алюміній відповідно. Хімічна активність цих металів в ряді активності металів посилюється справа наліво від алюмінію до натрію, так само, як і в періоді посилюється справа наліво активність металічних елементів від Алюмінію до Натрію.

 

Вправа 442
Які чотири метали, наявні в ряду активності, на відміну від інших трапляються в природі? Спробуйте пояснити цей факт. 
У природі трапляються такі чотири метали: золото (Au), платина (Pt), срібло (Ag), мідь (Cu). Їхні хімічні елементи в ряді активності металів стоять праворуч від водню (Н) останніми, що свідчить про надзвичайно низьку хімічну активність цих металів, тому вони, на відміну від інших, трапляються в природі.

 

Вправа 443
Складіть рівняння реакції літію з воднем, якщо продукт реакції містить йони, електронна будова яких така сама, що й атома Гелію. Напишіть схеми окиснення і відновлення.
Хімічне рівняння Схема окиснення Схема відновлення
2Li + H2 = 2LiH Li – 1e– = Li+ H + 1e– = H–

Вправа 444

Запишіть замість крапок, скільки електронів приєднують або втрачають йони, і вкажіть процеси окиснення та відновлення:
а) 2F– – 2е– = F2 — процес окиснення;                
б) Fe3+ + 1е– = Fe2+ — процес відновлення.

 

Вправа 445
Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння. Чи є ця реакція окисно–відновною? Якщо так, то назвіть частинку–окисник і частинку–відновник.
4CuO = 2Cu2O + O2↑
Це окисно–відновна реакція.
Cu2+ – 2e– = 2Cu+, йон Купруму є відновником.
O2– + 2e– = O2, йон Оксигену є окисником.

 

Вправа 446
Визначте, якого металу — магнію чи алюмінію — буде витрачено менше в реакції з хлоридною кислотою для одержання певної кількості водню.
Запишемо рівняння реакції магнію і алюмінію із хлоридною кислотою.
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
За рівнянням реакції на 1 моль водню припадає 1 моль магнію, або 24 г, і близько 0,7 моль алюмінію, або 18,9 г.
18,9 г < 24 г
Відповідь: алюмінію буде витрачено менше.

 

Вправа 447
Обчисліть об’єм водню (н.у.), який утворився внаслідок реакції алюмінію кількістю речовини 0,1 моль з достатньою кількістю хлоридної кислоти.
Дано: n(Al) = 0,1 моль
Знайти: V(H2)–?
Розв'язання
1–й спосіб
Складаємо рівняння реакції:
0,1 моль                   x л
2Al  +  6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2 моль                     67,2 л
Над формулами сполук Al і H2 записуємо наведену в умові задачі кількість речовини (0,1 моль) і невідомий об'єм (х л), а під формулами – кількість речовини алюмінію (2 моль) і об'єм відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 моль будь–якого газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 3 моль займуть утричі більший об'єм, тобто 67,2 л).
Пропорція для обчислення об'єму водню:
за рівнянням реакції з 2 моль Al утворюється 67,2 л Н2,
за умовою задачі з 0,1 моль Al ― х л Н2.
0,1 моль / 2 моль = х л / 67,2 л, звідси х л • 2 моль = 67,2 л • 0,1 моль
х=67,2 л • 0,1 моль : 2 моль = 3,36 л
2–й спосіб
Записуємо рівняння реакції: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
n(Al)/n(H2) = 2/3, звідси n(H2)=n(Al) • 3 : 2 = 0,1 • 3 : 2 = 0,15 моль
Обчислюємо об'єм водню.
V(H2) = n(H2) • Vm = 0,15 моль • 22,4 л/моль = 3,36 л
Відповідь: 3,36 л.

 

Вправа 448
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа  укладання двомовного словничка.
Ряд активності металів — activity series of metals, окисно–відновна реакція — redox reaction, окисник — oxidizing agent, відновник — reducing agent, окиснення — oxidation, відновлення — reduction.

 

Вправа 449
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) Самооцінка
Знаю як можна визначити хімічну активність металу. ...
Вмію написати схеми окиснення і відновлення. ...
Вмію сформулювати визначення окисно-відновної реакції. ...
Знаю характеристики реагентів і процесів в окисно-відновній реакції. ...

Експериментуємо в хімічному кабінеті

ДОСЛІДЖУЄМО ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ

Дослід 1

Беремо пінцетом мідну дротину і вносимо її у верхню частину полум'я спиртівки чи сухого пального.

Який зовнішній ефект свідчить про перебіг хімічної реакції? Зміна кольору з червоного на чорний, бо утворилася нова речовина.

Складіть рівняння реакції металу з киснем повітря. Зазначте речовину–окисник і речовину–відновник.

2Cu + O2 = 2CuO

Мідь (Cu) — відновник, бо атом Купрум втрачає електрони, а кисень (O2) — окисник, бо атом Оксигену отримує електрони.

 

Дослід 2

Помістимо в одну пробірку зразок міді, у другу — стружку заліза і додаємо до кожного металу йодну настоянку об'ємом 1—2 мл.

Чи помічаєте зміни в пробірках? Видимих змін не спостерігаємо, бо за кімнатної температури реакція протікає дуже повільно.

Нагріваємо кілька разів вміст кожної пробірки, але не до кипіння рідини.

Що спостерігаєте? Розчин йоду знебарвлюється, зміна кольору свідчить про протікання реакції.

Складіть хімічні рівняння. Укажіть процеси окиснення і відновлення.

2Cu + I2 = 2CuI

Cu – 1e– = Cu+ – процес окиснення.

I + 1e– = I– – процес відновлення.

 

Дослід З

Поміщаємо в одну пробірку гранулу цинку, у другу — стружку магнію, а в третю — зразок міді. Додаємо в кожну пробірку хлоридну кислоту об'ємом 1—2 мл.

Що спостерігаєте? У пробірках з цинком і магнієм виділяються бульбашки газу (водень), а в пробірці з міддю — ніякі зміни не відбуваються.

Який метал найактивніше реагує з кислотою? Магній найактивніше реагує з кислотою.

Уміст пробірок, де реакція не відбувається або відбувається повільно, нагріваємо, але не до кипіння рідини.

Чи помічаєте зміни в пробірках? У пробірці з міддю ніяких змін не помічаємо.

Напишіть рівняння реакцій.

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

Чи узгоджується результат досліду з розміщенням металів у ряду активності?

Так, узгоджується. Магній (Mg) і цинк (Zn) розташовані до водню (H), тому витісняють його з кислот. Причому магній витісняє водень інтенсивніше, бо перебуває лівіше у порівнянні з цинком. Мідь (Cu) розташована після водню (H), тому реакція не відбувається.

 

Дослід 4

Поміщаємо в одну пробірку гранулу цинку, в другу — стружку заліза. Наливаємо в кожну пробірку розчин речовини СuСl2 об'ємом 1 мл і протягом 2—3 хв спостерігаємо за змінами в пробірках.

Опишіть зовнішні ефекти реакцій.

У пробірці з гранулою цинку синій розчин знебарвлюється і випадає осад червоно–бурого кольору. У пробірці зі стружкою заліза синій розчин стає блідо–зеленим і випадає осад червоно–бурого кольору.

Складіть хімічні рівняння.

Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu↓

Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu↓

Експериментуємо вдома

ДОСЛІДЖУЄМО ВЗАЄМОДІЮ ЗАЛІЗА З ЛИМОННОЮ КИСЛОТОЮ

Приготували водний розчин лимонної кислоти. У пробірку помістили залізну скріпку, цвях або дротину і додали розчин кислоти.
Чи відбуваються зміни в ній? Бульбашки водню ледве утворюються, реакція протікає зовсім повільно.
Помістили пробірку з сумішшю речовин у посудину з водою, яка щойно закипіла.
Що спостерігаєте? Бульбашки водню утворюються інтенсивніше.
Чи узгоджується результат експерименту з розміщенням заліза в ряду активності металів? Так, узгоджується. Залізо (Fe) в ряді активності металів розміщується лівіше від водню (Н), тому витісняє водень з розчину кислоти.
Як взаємодія металу з кислотою залежить від температури? Температура прискорює протікання реакції взаємодії металу з кислотою.

––––––––– ПРОГРАМА 2016 року ––––––––––

§34 СПОСОБИ ДОБУВАННЯ ОСНОВ І АМФОТЕРНИХ ГІДРОКСИДІВ

Вправа 273. Запропонуйте якомога більше способів добування:

а) барій гідроксиду; 

Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑

BaO + H2O = Ba(OH)2

Луги добувають за реакціями відповідних металів або оксидів з водою.

б) манган (ІІ) гідроксиду;

MnSO4 + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + Na2SO4

Основи добувають за реакціями обміну між лугом і сіллю у розчині.

в) хром (ІІІ) гідроксиду.

Cr2(SO4)3 + 6NaOH = 2Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4

2Na3CrO3 + 3H2SO4 = 2H3CrO3 + 3Na2SO4

                         2Cr(OH)3 

Амфотерний гідроксид можна добути за реакціями обміну як основу, так і кислоту.

 

Вправа 274. Допишіть схеми реакцій і перетворіть їх на хімічні рівняння:

a) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑

   SrO + H2O = Sr(OH)2

б) Fe2(SO4)3+ 6NaOH =  2Fe(OH)3↓+ 3Na2SO4

   BaZnO2 + 2HNO3 = Zn(OH)2↓ + Ba(NO3)2

 

Вправа 275. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення:

а) К2СO3 → КОН;

K2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + 2KOH

б) CdS → CdO → Cd(NO3)2 → Cd(OH)2;

2CdS + 2O2 = 2CdO + SO2↑

CdO + 2HNO3 = Cd(NO3)2 + H2O

Cd(NO3)2 + 2KOH = Cd(OH)2 + 2KNO3

в) Al → Аl2O3 → AlCl3 → Аl(OН)3.

4Al + 3O2 = 2Al2O3

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

 

Вправа 276. У хімічному кабінеті є гідроксиди Калію та Барію, а також солі Кальцію — карбонат і хлорид. Які сполуки можна використати для добування кальцій гідроксиду? Основи добувають за реакціями обміну між лугом і сіллю у розчині, тому треба використати розчинну сіль кальцій хлорид і один з лугів: гідроксид Калію або Барію.

Як здійснити відповідні експерименти?

CaCl2 + 2KOH = Ca(OH)2↓ + 2KCl

CaCl2 + Ba(OH)2 = Ca(OH)2↓ + BaCl2

 

Вправа 277. Ви маєте добути станум (ІІ) гідроксид двома способами. У вашому розпорядженні — станум (ІІ) оксид, розчини натрій гідроксиду і сульфатної кислоти. Як виконуватимете таке завдання? Зважте на те, що сполуки Стануму (ІІ) за розчинністю подібні до сполук Цинку. Станум (ІІ) оксид проявляє амфотерні властивості. Амфотерний гідроксид можна добути за реакціями обміну як основу, так і кислоту.

Напишіть рівняння відповідних реакцій.

1–й спосіб

SnO + H2SO4 = SnSO4 + H2O 

SnSO4 + NaOH = Sn(OH)2↓ + Na2SO4

2–й спосіб

SnO + NaOH = Na2SnO2 + H2O

Na2SnO2 + H2SO4 = H2SnO2 + Na2SO4

                        Sn(OH)2

 

Вправа 278. Яка маса барій гідроксиду утворюється при взаємодії 15,3 г барій оксиду з водою? 

Дано: m(BaO)=15,3 г

Знайти: m(Ba(OH)2)–?

Розв'язування

І спосіб

Складаємо хімічне рівняння:

15,3 г               x г

BaO  + H2O =  Ba(OH)2

153 г               171 г

Над формулами сполук BaO і Ba(OH)2 записуємо наведену в умові задачі масу оксиду (15,3 г) і невідому масу гідроксиду (х г), а під формулами сполук – маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль барій оксиду і масу 1 моль барій гідроксиду, бо з 1 моль оксиду BaО утворилося 1 моль гідроксиду Ba(OH)2.

Mr(BaO)=Ar(Ba)+Ar(O)=137+16=153,

M(BaO)=153 г/моль. Маса 1 моль=153 г

Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,

M(Ba(OH)2)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:

за рівнянням реакції з 153 г ВаO утворюється 171 г Ва(OН)2,

за умовою задачі з 15,3 г ВаO – x г Ва(OН)2.

153 г / 15,3 г = 171 г / х г

х г • 153 г = 15,3 г • 171 г

х = 15,3 г • 171 г : 153 г = 17,1 г

II спосіб

Обчислюємо кількість речовини барій оксиду масою 15,3 г за формулою n=m/M, де

M=Mr г/моль.

Mr(BaO)=Ar(Ba)+Ar(O)=137+16=153, M(BaO)=153 г/моль

n(ВаO)=m(ВаO) : M(ВаO)=15,3 г : 153 г/моль=0,1 моль

Складаємо хімічне рівняння:

0,1 моль          х моль

BaO  + H2O =  Ba(OH)2

1 моль            1 моль

Записуємо під формулами сполук у хімічному рівнянні їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами, а над формулами – обчислену кількість речовини барій оксиду (0,1 моль) й невідому кількість речовини барій гідроксиду (х моль).

Обчислюємо за допомогою пропорції кількість речовини барій гідроксиду:

0,1 моль / 1 моль = х моль / 1 моль

х моль • 1 моль = 0,1 моль • 1 моль

х = 0,1 моль • 1 моль : 1 моль = 0,1 моль

З формули n=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо масу m=n•M.

Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ba)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=137+2•16+2•1=171,

M(Ba(OH)2)=171 г/моль

m(Ва(OH)2)=n(Ва(OH)2)•M(Ва(OH)2)=0,1 моль•171 г/моль=17,1 г

Відповідь: m(Ва(OH)2)=17,1 г.

 

Вправа 279. Чи може утворитися 10 г натрій гідроксиду, якщо для здійснення реакції взято 6,9 г натрію і 3,6 г води? Відповідь дайте на підставі обчислень.

Обчислюємо кількості речовин за формулою n=m/M, де M=Mr г/моль.

Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)==23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль

n(NаOH)=m(NаOH) : M(NаOH)=10 г : 40 г/моль=0,25 моль

Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль

n(Nа)=m(Nа) : M(Nа)=6,9 г : 23 г/моль=0,3 моль

Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(BaO)=18 г/моль

n(H2O)=m(H2O) : M(H2O)=3,6 г : 18 г/моль=0,2 моль

Складаємо хімічне рівняння:

2Na    +   2H2O =  2Na(OH)2 + H2↑

За рівнянням реакції співвідношення кількості речовин n(Na):n(H2O):n(Na(OH)2)=2:2:2=1:1:1, тобто кількості речовин мають бути однаковими, а за умовою задачі співвідношення кількості речовин n(Na):n(H2O):n(Na(OH)2)=0,3:0,2:0,25.

Відповідь: ні.

Інші завдання дивись тут...

Ім'я:* E-Mail: 2+2/2:*

Додавання коментаря