Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §49

Щелочноземельные металлы

Стр. 186

Вопросы

1. Как зависит энергия ионизации от радиуса атома?

Энергия ионизации — это энергия, необходимая для удаления одного электрона от атома в газообразном состоянии.

Чем больше радиус атома, тем меньше энергия ионизации. Это объясняется тем, что внешний электрон находится дальше от ядра и удерживается им слабее, поэтому его легче оторвать.

И наоборот, чем меньше радиус атома, тем выше энергия ионизации, потому что электроны находятся ближе к ядру и сильнее притягиваются.

Стр. 188

Подумай, ответь, выполни

1. На основе положения в периодической таблице и представлений о строении атомов поясните, какие свойства магния и кальция являются общими. Составьте уравнения соответствующих реакций.

Магний (Mg) и кальций (Ca) относятся ко IIА-группе Периодической системы и являются щёлочноземельными металлами. У них на внешнем энергетическом уровне находится по два электрона, которые они легко отдают, проявляя степень окисления +2. Оба металла — сильные восстановители, активно реагируют с простыми веществами (неметаллами), кислотами и водой (в случае кальция — бурно, в случае магния — медленно).

Примеры реакций:

(1) Mg + Cl₂ → MgCl₂

(2) Ca + Cl₂ → CaCl₂

(3) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

(4) Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

2. В периодической таблице кальций находится рядом с калием, однако его химические свойства более близки к свойствам натрия, который находится в другом периоде. Обсудите этот вопрос с соседом по парте.

Кальций (Ca) и калий (K) действительно расположены рядом в таблице Менделеева — в 4-м периоде. Однако кальций относится ко IIА-группе, а калий — к IA-группе. То есть кальций — щёлочноземельный металл, а калий — щелочной. У кальция на внешнем энергетическом уровне 2 электрона, у калия — 1. Поэтому кальций по строению и свойствам ближе к натрию (Na), который также является щелочным металлом. Оба — сильные восстановители, активно взаимодействуют с водой, кислотами и неметаллами. Так, кальций и натрий дают гидроксиды и водород при взаимодействии с водой:

(1) Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

(2) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

3. Под воздействием окружающей среды кальций превращается в карбонат кальция. Составьте уравнения соответствующих реакций.

Кальций на воздухе реагирует с углекислым газом и влагой, превращаясь в карбонат кальция. Реакции происходят ступенчато:

(1) Ca + O₂ → CaO

(2) CaO + CO₂ → CaCO₃

Также возможно взаимодействие кальция с водой и углекислым газом:

(3) Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

4. При прокаливании 50 г чистого карбоната кальция его масса уменьшилась на 4,4 г. Сколько процентов карбоната кальция разложилось?

Реакция разложения карбоната кальция:

(CaCO₃ → CaO + CO₂↑)

При разложении выделяется углекислый газ, который улетучивается, и масса уменьшается. Потеря массы составляет 4,4 г. Значит, это масса выделившегося CO₂.

Молярная масса CaCO₃ = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль

Молярная масса CO₂ = 12 + 32 = 44 г/моль

Из 100 г CaCO₃ получается 44 г CO₂, т.е. 44 г CO₂ — это 100% разложения.

Следовательно, если выделилось 4,4 г CO₂, то разложилось:

(4,4 г / 44 г) × 100% = 10%

Ответ: разложилось 10% карбоната кальция.

5. 8 г металла со степенью окисления +2 прореагировало с водой и выделилось 4,48 л водорода (н. у.). Определите относительную атомную массу металла и назовите его.

Уравнение реакции металла Me²⁺ с водой:

(Me + 2H₂O → Me(OH)₂ + H₂↑)

По уравнению видно, что 1 моль металла даёт 1 моль водорода.

Объём 1 моль газа (н. у.) = 22,4 л, значит:

(4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль H₂) — это значит, что прореагировало 0,2 моль металла.

Масса металла дана — 8 г.

Теперь найдём молярную массу (Мr):

Мr = масса / количество вещества = 8 г / 0,2 моль = 40 г/моль

Относительная атомная масса 40 — это кальций (Ca).

Ответ: относительная атомная масса металла 40, это кальций.

Стр. 188

Тестовые задания

1. Распределение электронов по слоям в атоме химического элемента, заряд которого +12, следующее:

1. 2, 8, 1

2. 2, 8, 2

3. 2, 8, 8, 2

4. 2, 8

Заряд ядра +12 означает, что это атом магния (Mg), у которого 12 электронов. Электронная конфигурация: 2, 8, 2.

Правильный ответ: 2) 2, 8, 2

2. В ряду Mg — Ca — Sr — Ba способность металлов отдавать электроны

1. усиливается

2. ослабевает

3. не изменяется

4. изменяется периодически

При движении вниз по группе щёлочноземельных металлов радиус атома увеличивается, электроны внешнего уровня удерживаются слабее, поэтому отдача электронов усиливается.

Правильный ответ: 1) усиливается

3. Реакцию между магнием и соляной кислотой относят к реакциям

1. соединения

2. обмена

3. разложения

4. замещения

(Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑) — один элемент (магний) замещает другой (водород) в соединении. Это реакция замещения.

Правильный ответ: 4) замещения