Номер 1367, страница 211 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1367. Укажите верные утверждения:

а) к числу щёлочноземельных металлов принадлежат шесть элементов группы IIA;

б) оксиды кальция и бария реагируют с водой с образованием щелочей;

в) в атоме стронция есть 10 $s$-электронов;

г) температура плавления кальция ниже, чем калия;

д) ионы кальция окрашивают бесцветное пламя в кирпично-красный цвет;

е) магний получают электролизом водного раствора его хлорида;

ж) оксид и гидроксид бериллия реагируют с кислотами, но не реагируют со щелочами;

з) основным веществом мрамора и известняка является карбонат кальция;

и) при нагревании алебастра получается гипс;

к) накипь состоит в основном из карбонатов кальция и магния.

а) к числу щелочноземельных металлов принадлежит шесть элементов группы IIA;

В IIA группу периодической системы входят шесть элементов: бериллий ($Be$), магний ($Mg$), кальций ($Ca$), стронций ($Sr$), барий ($Ba$) и радий ($Ra$). Однако по химическим свойствам к щелочноземельным металлам относят только кальций, стронций, барий и радий. Их оксиды и гидроксиды проявляют выраженные основные (щелочные) свойства. Бериллий проявляет амфотерные свойства, а свойства магния являются промежуточными между свойствами бериллия и кальция. Таким образом, не все шесть элементов группы IIA являются щелочноземельными металлами. Утверждение неверно.

Ответ: Неверно.

б) оксиды кальция и бария реагируют с водой с образованием щелочей;

Оксиды кальция ($CaO$) и бария ($BaO$) являются оксидами активных металлов IIA группы, то есть основными оксидами. Они активно взаимодействуют с водой, образуя соответствующие гидроксиды. Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$) и гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) являются сильными основаниями, то есть щелочами. Реакции протекают по схемам:

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$

Утверждение верно.

Ответ: Верно.

в) в атоме стронция есть 10 s-электронов;

Стронций ($Sr$) — элемент 5-го периода, его порядковый номер 38. Электронная конфигурация атома стронция: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2$. Подсчитаем количество электронов на s-подуровнях: 2 электрона на 1s-подуровне, 2 на 2s, 2 на 3s, 2 на 4s и 2 на 5s. Суммарное количество s-электронов: $2 + 2 + 2 + 2 + 2 = 10$. Утверждение верно.

Ответ: Верно.

г) температура плавления кальция ниже, чем калия;

Кальций ($Ca$) находится во IIA группе, а калий ($K$) — в IA группе. Оба элемента находятся в 4-м периоде. Прочность металлической связи, которая определяет температуру плавления, у кальция выше, чем у калия. Это связано с тем, что атом кальция отдает в "общий котел" два валентных электрона, а атом калия — только один. Кроме того, радиус атома кальция меньше, чем у калия. Температура плавления кальция составляет 842 °C, а калия — 63,5 °C. Следовательно, температура плавления кальция значительно выше, чем у калия. Утверждение неверно.

Ответ: Неверно.

д) ионы кальция окрашивают бесцветное пламя в кирпично-красный цвет;

Это качественная реакция на ионы кальция ($Ca^{2+}$). При внесении в пламя горелки летучих солей кальция оно окрашивается в характерный кирпично-красный (оранжево-красный) цвет. Это явление используется в аналитической химии и пиротехнике. Утверждение верно.

Ответ: Верно.

е) магний получают электролизом водного раствора его хлорида;

Магний — активный металл, стоящий в ряду электрохимических напряжений металлов до водорода. При электролизе водного раствора хлорида магния ($MgCl_2$) на катоде будет восстанавливаться не магний, а водород из воды: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$. Для получения металлического магния применяют электролиз расплава его солей, например, безводного хлорида магния. Утверждение неверно.

Ответ: Неверно.

ж) оксид и гидроксид бериллия реагируют с кислотами, но не реагируют со щелочами;

Оксид бериллия ($BeO$) и гидроксид бериллия ($Be(OH)_2$) являются амфотерными соединениями. Это означает, что они реагируют как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). Например, реакция с соляной кислотой: $Be(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BeCl_2 + 2H_2O$. Реакция с гидроксидом натрия: $Be(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Be(OH)_4]$ (образуется тетрагидроксобериллат натрия). Утверждение, что они не реагируют со щелочами, неверно.

Ответ: Неверно.

з) основным веществом мрамора и известняка является карбонат кальция;

Известняк — осадочная горная порода, а мрамор — метаморфическая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка. Оба они состоят преимущественно из минерала кальцита, химическая формула которого — карбонат кальция ($CaCO_3$). Утверждение верно.

Ответ: Верно.

и) при нагревании алебастра получается гипс;

Это утверждение неверно, так как описывает обратный процесс. Гипс — это природный минерал, дигидрат сульфата кальция ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$). Алебастр — это мелкозернистая разновидность гипса. При нагревании гипса (или алебастра) происходит его частичное обезвоживание и образуется жжёный гипс, или строительный гипс (основной компонент — полугидрат сульфата кальция $CaSO_4 \cdot 0.5H_2O$). Гипс же образуется при смешивании жжёного гипса с водой. Утверждение неверно.

Ответ: Неверно.

к) накипь состоит в основном из карбонатов кальция и магния.

Накипь образуется при кипячении жесткой воды. Жесткость воды обусловлена присутствием в ней растворенных солей кальция и магния, в первую очередь гидрокарбонатов ($Ca(HCO_3)_2$ и $Mg(HCO_3)_2$). При нагревании гидрокарбонаты разлагаются с образованием нерастворимых в воде карбонатов, которые и отлагаются на стенках посуды и нагревательных элементах в виде накипи. Уравнения реакций:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

$Mg(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} MgCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

Утверждение верно.

Ответ: Верно.