ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 28 Вопрос 6 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Напишите формулы высших оксидов (т.е. оксидов, в которых элемент проявляет свою высшую валентность) и соответствующих им гидроксидов следующих химических элементов: натрий, магний, алюминий, азот, сера, углерод. Укажите характер каждого вещества, подтвердите его уравнением соответствующих реакций.

Давайте подробно разберем, как определяются высшие оксиды и соответствующие им гидроксиды для указанных элементов, а также их химический характер, основываясь на общих химических принципах.

Общие принципы:

Высший оксид — это оксид, в котором химический элемент проявляет свою максимально возможную степень окисления (валентность), которая обычно соответствует номеру группы в Периодической системе для элементов главных подгрупп (кроме фтора и некоторых других исключений).

Соответствующий гидроксид — это соединение, образующееся при взаимодействии высшего оксида с водой. Для металлов это будут основания (гидроксиды металлов), для неметаллов — кислородсодержащие кислоты.

Химический характер (основный, кислотный, амфотерный) определяется положением элемента в Периодической системе:

• Металлы (особенно щелочные и щелочноземельные) образуют основные оксиды и гидроксиды.
  Их растворы имеют щелочную реакцию.
• Неметаллы образуют кислотные оксиды и соответствующие им кислоты.
  Их растворы имеют кислую реакцию.
• Элементы, находящиеся на границе между металлами и неметаллами (например, алюминий, цинк, хром(III)), могут образовывать амфотерные оксиды и гидроксиды, которые проявляют как основные, так и кислотные свойства в зависимости от условий.

Рассмотрим каждый элемент по очереди:

1. Натрий (Na)

Положение в Периодической системе: Натрий — это щелочной металл, находится в I группе главной подгруппы. Его высшая валентность +1.

Высший оксид: Na₂O

Соответствующий гидроксид: NaOH

Характер: Основный.

Объяснение: Поскольку натрий является активным щелочным металлом, его оксид и гидроксид проявляют ярко выраженные основные свойства. Они активно реагируют с водой, образуя сильное основание.

Уравнение реакции (подтверждение основного характера):
Na₂O + H₂O → 2NaOH
(Оксид натрия реагирует с водой, образуя гидроксид натрия, который является сильным основанием.)

2. Магний (Mg)

Положение в Периодической системе: Магний — это щелочноземельный металл, находится во II группе главной подгруппы. Его высшая валентность +2.

Высший оксид: MgO

Соответствующий гидроксид: Mg(OH)₂

Характер: Основный.

Объяснение: Магний также является металлом, и его оксид и гидроксид проявляют основные свойства, хотя и менее выраженные, чем у щелочных металлов (гидроксид магния малорастворим).

Уравнение реакции (подтверждение основного характера):
MgO + H₂O → Mg(OH)₂
(Оксид магния реагирует с водой, образуя гидроксид магния.)

3. Алюминий (Al)

Положение в Периодической системе: Алюминий находится в III группе главной подгруппы. Его высшая валентность +3.

Высший оксид: Al₂O₃

Соответствующий гидроксид: Al(OH)₃

Характер: Амфотерный.

Объяснение: Алюминий находится на границе между металлами и неметаллами. Его оксид и гидроксид способны проявлять как основные, так и кислотные свойства в зависимости от того, с чем они реагируют. Это означает, что они могут реагировать как с сильными кислотами, так и с сильными основаниями.

Уравнение реакции (подтверждение амфотерного характера — реакция с кислотой):
Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
(Здесь оксид алюминия проявляет основные свойства, реагируя с соляной кислотой с образованием соли и воды.)

Для полного подтверждения амфотерности также необходима реакция с основанием, например:
Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄] (или 2NaAlO₂ + 3H₂O)
(Здесь оксид алюминия проявляет кислотные свойства, реагируя с гидроксидом натрия с образованием комплексной соли.)

4. Азот (N)

Положение в Периодической системе: Азот — неметалл, находится в V группе главной подгруппы. Его высшая валентность +5.

Высший оксид: N₂O₅

Соответствующий гидроксид: HNO₃ (азотная кислота)

Характер: Кислотный.

Объяснение: Азот является неметаллом, и его высший оксид относится к кислотным оксидам. При взаимодействии с водой он образует соответствующую кислоту.

Уравнение реакции (подтверждение кислотного характера):
N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃
(Оксид азота(V) реагирует с водой, образуя азотную кислоту.)

5. Сера (S)

Положение в Периодической системе: Сера — неметалл, находится в VI группе главной подгруппы. Ее высшая валентность +6.

Высший оксид: SO₃

Соответствующий гидроксид: H₂SO₄ (серная кислота)

Характер: Кислотный.

Объяснение: Сера также является неметаллом, и ее высший оксид проявляет ярко выраженные кислотные свойства, образуя одну из сильнейших неорганических кислот.

Уравнение реакции (подтверждение кислотного характера):
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
(Оксид серы(VI) реагирует с водой, образуя серную кислоту.)

6. Углерод (C)

Положение в Периодической системе: Углерод — неметалл, находится в IV группе главной подгруппы. Его высшая валентность +4.

Высший оксид: CO₂

Соответствующий гидроксид: H₂CO₃ (угольная кислота)

Характер: Кислотный.

Объяснение: Углерод — неметалл, и его высший оксид является кислотным. При растворении в воде он образует слабую и нестабильную угольную кислоту.

Уравнение реакции (подтверждение кислотного характера):
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃
(Оксид углерода(IV) реагирует с водой, образуя угольную кислоту. Символ равновесия указывает на то, что реакция обратима, и угольная кислота легко разлагается.)

Таким образом, характер высших оксидов и соответствующих им гидроксидов четко коррелирует с металлическими или неметаллическими свойствами элемента, что является одним из фундаментальных принципов Периодического закона.