Рассмотрим каждую задачу подробно, чтобы помочь вам понять материал.
1. Запишите схему строения атома, электронно-графическую формулу, степени окисления, высший оксид и высший гидроксид химического элемента с порядковым номером 12.
Элемент с порядковым номером 12 — это магний (Mg).
a) Строение атома:
- Электронная конфигурация: (1s^2 2s^2 2p^6 3s^2)
- Общий валентных электронов: 2 (на 3s-подуровне).
b) Электронно-графическая формула:
- Символ элемента: Mg
- Внутри атома: два электрона на внешней (3s) орбитали, остальные — внутри.
c) Степень окисления:
- В соединениях обычно +2 (Mg → Mg²⁺).
d) Высший оксид:
- MgO (магний(II) оксид), так как магний — тип 2-элемент, его высший оксид — MgO.
e) Высший гидроксид:
- Mg(OH)₂ (магний гидроксид).
2. Из перечисленных металлов натрий, хром, серебро, цезий выберите самый:
- электропроводный — серебро (самый лучший проводник среди металлов);
- пластичный — цезий (один из наиболее пластичных металлов);
- хрупкий — хром (металл, который при определённых условиях может быть хрупким);
- легкоплавкий — цезий (подвержен плавлению при низкой температуре);
- мягкий — натрий (очень мягкий металл);
- твёрдый — серебро (один из твердых металлов);
- блестящий — серебро (имеет яркий металлический блеск).
3. Напишите уравнения реакций магния с веществами.
А) Реакция с бромом:
[ \text{Mg} + \text{Br}_2 \rightarrow \text{MgBr}_2 ]
Электронный баланс:
- Mg: отдает 2 электрона, окисление +2.
- Br₂: принимает 2 электрона, восстановление -2.
Баланс по электронам: 1 Mg + 1 Br₂.
Б) Реакция с кислородом:
[ 2 \text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{MgO} ]
В) Реакция с соляной кислотой:
[ \text{Mg} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
Г) Реакция с водой:
- При комнатной температуре: магний реагирует медленно, выделяя водород:
[ \text{Mg} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
(более активный при нагревании)
4. Распознавание растворов сульфата железа (III) ((\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3)) и сульфата железа (II) ((\text{FeSO}_4)):
Признаки:
(\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3) — раствор света с оранжево-желтым оттенком. При добавлении калия ferrocyanide он дает характерный синий осадок (ферроцит синий).
(\text{FeSO}_4) — зеленовато-голубой раствор. При добавлении NH₄OH образует зеленый или бурый осадок ( гидроксид железа(II)).
Уравнения:
- Для (\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3):
[ \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 6 \text{K}_4[\text{Fe(CN)}_6] \rightarrow \text{синий осадок ферроциита} ]
[ \text{FeSO}_4 + 2 \text{NH}_4\text{OH} \rightarrow \text{Fe(OH)}_2 (зеленый осадок) + \text{(NH}_4)_2\text{SO}_4 ]
5. Реакции превращений алюминия: Na[Al(OH)₄], Al→ Al₂(SO₄)₃ → Al(OH)₂ → Al₂O₃, Al(NO₃)₃
Пошагово:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 2 \text{NaOH} + 3 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{Na[Al(OH)}_4] ]
[ 2 \text{Al} + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \text{H}_2 ]
- Превращение Al в гидроксид:
[ 2 \text{Al} + 6 \text{NaOH} \rightarrow 2 \text{Na[Al(OH)}_4] ]
(или):
[ \text{Al} + 2 \text{OH}^- \rightarrow \text{Al(OH)}_3 (гидроксид, осадок) ]
- Образование Al₂O₃ при нагревании:
[ 2 \text{Al(OH)}_3 \xrightarrow{\text{ нагрев }} \text{Al}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2\text{O} ]
- Образование Al(NO₃)₃ при реакции с нитратной кислотой:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 6 \text{HNO}_3 \rightarrow 2 \text{Al(NO}_3)_3 + 3 \text{H}_2\text{O} ]
6. Расчет объема газа образовавшегося при реакции цинка с бромоводородной кислотой
Дано: 250 г 5%-ного раствора HBr.
Шаги:
- Найти массу HBr в растворе:
[ 250, \text{г} \times 0.05=12.5, \text{г} ]
Молярная масса HBr — 80 г/моль.
Количество молей HBr:
[ n = \frac{12.5}{80} \approx 0.15625, \text{моль} ]
- Реакция:
[ \text{Zn} + 2 \text{HBr} \rightarrow \text{ZnBr}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]
Это значит, что 1 моль Zn реагирует с 2 молями HBr, и выделяет 1 моль H₂.
- Для полного реагирования нужны: (0.15625 / 2 = 0.078125) моль цинка.
Поскольку в условии не указано, что весь цинк реагирует, предположим, что его хватит.
- Объем выделившегося H₂:
Объем 1 моль газа — 22.4 л при нормальных условиях.
[ V = 0.078125 \times 22.4 \approx 1.75, \text{л} ]
Если нужны дополнительные разъяснения — спрашивайте!