Номер 1340, страница 207 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1340. Гидроксиды каких химических элементов с электронными конфигурациями внешнего электронного слоя атомов: $3s^23p^4$, $3s^23p^1$, $3s^23p^3$, $3s^2$, $3s^23p^5$ будут реагировать с высшим оксидом химического элемента с электронной конфигурацией внешнего электронного слоя атомов $3s^1$? Приведите уравнения протекающих реакций.

Решение

Сначала определим химический элемент, высший оксид которого участвует в реакции. Электронная конфигурация внешнего электронного слоя его атомов — $3s^1$. Это означает, что элемент находится в 3-м периоде, I группе, главной подгруппе. Этим элементом является натрий (Na). Его высший оксид — оксид натрия, $Na_2O$. Оксид натрия является основным оксидом.

Основный оксид будет реагировать с гидроксидами, которые проявляют кислотные или амфотерные свойства. Он не будет реагировать с гидроксидами, обладающими основными свойствами.

Рассмотрим каждый гидроксид в отдельности.

$3s^23p^4$

Данная конфигурация соответствует атому серы (S) — неметаллу 3-го периода, VI группы. Её гидроксиды являются кислородсодержащими кислотами (например, серная кислота $H_2SO_4$). Как кислота, гидроксид серы реагирует с основным оксидом натрия с образованием соли и воды.

Уравнение реакции:

$Na_2O + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Ответ: Гидроксид элемента с конфигурацией $3s^23p^4$ будет реагировать.

$3s^23p^1$

Данная конфигурация соответствует атому алюминия (Al) — металлу 3-го периода, III группы. Его гидроксид, $Al(OH)_3$, является амфотерным. Амфотерные гидроксиды реагируют с сильными основными оксидами при сплавлении с образованием соли (метаалюмината натрия) и воды.

Уравнение реакции:

$Na_2O + 2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + 3H_2O$

Ответ: Гидроксид элемента с конфигурацией $3s^23p^1$ будет реагировать.

$3s^23p^3$

Данная конфигурация соответствует атому фосфора (P) — неметаллу 3-го периода, V группы. Его гидроксиды являются кислородсодержащими кислотами (например, ортофосфорная кислота $H_3PO_4$). Как кислота, гидроксид фосфора реагирует с основным оксидом натрия с образованием соли (ортофосфата натрия) и воды.

Уравнение реакции:

$3Na_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

Ответ: Гидроксид элемента с конфигурацией $3s^23p^3$ будет реагировать.

$3s^2$

Данная конфигурация соответствует атому магния (Mg) — металлу 3-го периода, II группы. Его гидроксид, $Mg(OH)_2$, является основанием. Основный оксид $Na_2O$ не реагирует с основанием $Mg(OH)_2$, так как оба вещества проявляют основные свойства.

Ответ: Гидроксид элемента с конфигурацией $3s^2$ не будет реагировать.

$3s^23p^5$

Данная конфигурация соответствует атому хлора (Cl) — неметаллу 3-го периода, VII группы. Его гидроксиды являются кислородсодержащими кислотами (например, хлорная кислота $HClO_4$). Как сильная кислота, гидроксид хлора реагирует с основным оксидом натрия с образованием соли (перхлората натрия) и воды.

Уравнение реакции:

$Na_2O + 2HClO_4 \rightarrow 2NaClO_4 + H_2O$

Ответ: Гидроксид элемента с конфигурацией $3s^23p^5$ будет реагировать.