Номер 4, страница 19 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Щелочи — это растворимые в воде основания. Гидроксид натрия ($NaOH$) — это типичная щелочь, сильное основание, твердое белое вещество, очень гигроскопичное и хорошо растворимое в воде с выделением большого количества тепла. Химические свойства гидроксида натрия, как и других щелочей, определяются наличием гидроксогруппы ($–OH$), которая в водном растворе отщепляется в виде гидроксид-иона ($OH^−$).

Основные химические свойства гидроксида натрия:

1. Диссоциация в водном растворе и действие на индикаторы

Как сильное основание, гидроксид натрия в водном растворе практически полностью диссоциирует на ионы:

$NaOH \leftrightarrow Na^+ + OH^-$

Наличие в растворе большого количества гидроксид-ионов ($OH^−$) создает сильнощелочную среду. Это можно обнаружить с помощью индикаторов: лакмус становится синим, метилоранж — желтым, а фенолфталеин — малиновым.

Ответ: Гидроксид натрия диссоциирует в воде на катион натрия и гидроксид-ион, создавая щелочную среду, которая изменяет окраску индикаторов.

2. Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)

Щелочи реагируют с кислотами, образуя соль и воду. Эта реакция называется реакцией нейтрализации, так как ионы $H^+$ кислоты и ионы $OH^−$ щелочи связываются в молекулы воды $H_2O$, и среда становится нейтральной.

Пример с соляной кислотой ($HCl$):

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Пример с серной кислотой ($H_2SO_4$):

$2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Ответ: Гидроксид натрия вступает в реакцию нейтрализации с кислотами с образованием соли и воды.

3. Взаимодействие с кислотными оксидами

Гидроксид натрия реагирует с оксидами неметаллов (кислотными оксидами) с образованием соли и воды.

Пример с оксидом углерода(IV) ($CO_2$):

$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

Пример с оксидом серы(VI) ($SO_3$):

$2NaOH + SO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Ответ: Гидроксид натрия реагирует с кислотными оксидами, в результате чего образуются соответствующая соль и вода.

4. Взаимодействие с солями

Раствор гидроксида натрия реагирует с растворами солей, если в результате реакции обмена образуется нерастворимое вещество (выпадает осадок) или выделяется газ.

Пример с образованием осадка (гидроксида меди(II)):

$2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Пример с выделением газа (аммиака) при нагревании:

$NaOH + NH_4Cl \xrightarrow{t} NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: Гидроксид натрия вступает в реакции ионного обмена с растворами солей при условии образования осадка или газообразного продукта.

5. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами

Щелочи реагируют с амфотерными соединениями, проявляя свои основные свойства. Продукты реакции зависят от условий (реакция в растворе или при сплавлении).

Пример с гидроксидом цинка ($Zn(OH)_2$) в растворе:

$2NaOH + Zn(OH)_2 \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$ (образуется комплексная соль — тетрагидроксоцинкат натрия)

Пример с оксидом алюминия ($Al_2O_3$) при сплавлении:

$2NaOH + Al_2O_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + H_2O$ (образуется средняя соль — алюминат натрия)

Ответ: Гидроксид натрия реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами, образуя комплексные соли (в растворе) или средние соли (при сплавлении).

6. Взаимодействие с некоторыми неметаллами

Щелочи могут реагировать с некоторыми неметаллами, например, с галогенами, серой, фосфором, кремнием. В этих реакциях щелочь выступает в роли реагента и среды.

Пример с хлором ($Cl_2$). Продукты зависят от температуры:

На холоде:

$2NaOH + Cl_2 \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$ (образуется хлорид и гипохлорит натрия)

При нагревании:

$6NaOH + 3Cl_2 \xrightarrow{t} 5NaCl + NaClO_3 + H_2O$ (образуется хлорид и хлорат натрия)

Ответ: Гидроксид натрия вступает в реакции диспропорционирования с некоторыми неметаллами, такими как галогены.