Восстановительная способность щелочных металлов

Задание 335

Как можно поучить гидроксиды щелочных металлов? Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закрытой посуде? Составьте уравнения реакций, происходящих при насыщении гидроксида натрия: а) хлором; б) оксидом серы SО₃; в) сероводородом.

Решение:
Гидроксиды щелочных металлов можно получить следующими способами:

1. Электролиз водных растворов хлоридов;
2. При помощи реакции обмена:

а) Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = 2NaOH + CaCO₃↓;
б) Na2CO3 + Ba(OH)2 = 2NaOH + BaCO3↓

в) ферритный способ получения NaOH:

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaFeO₂ + CO₂↑;
NaFeO₂ + 2H₂O = Fe(OH)₃↓ + NaOH

Щёлочи поглощают из воздуха воду и могут расплываться при длительном контакте с воздухом. Кроме того они поглощают из воздуха СО₂, SO₃, H₂S, образуя примеси карбонатов, сульфатов, сульфидов и других соединений. Поэтому едкие щёлочи необходимо хранить в закрытых ёмкостях.

Уравнения реакций, происходящих при насыщении гидроксида натрия: 

а) хлором:

NaOH + Cl₂ = NaOCl + NaCl + H₂O;

б) оксидом серы SО₃:

2NaOH  + SO₃ = Na₂SO₄ + H₂O;

в) сероводородом:

2NaOH  + H₂S = Na₂S + 2H₂O.

Задание 336
Чем можно объяснить большую восстановительную способность щелочных металлов. При сплавлении гидроксида натрия с металлическим натрием последний восстанавливает водород в гидрид-ион. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции.
Решение:
Строение внешних электронных оболочек атомов щелочных металлов имеет конфигурацию ns¹. Поэтому они имеют низкие энергии ионизации, уменьшающиеся при переходе по подгруппе элементов сверху вниз. При этом ослабление связи электрона с ядром вызывается ростом радиуса атома и экранированием заряда ядра предшествующему внешнему электрону оболочки. Поэтому данные элементы легко образуют катионы Э⁺, имеющими конфигурации благородного газа, и всегда являются восстановителями.

Сплавление металлического натрия с гидроксидом натрия протекает с образованием оксида натрия и выделением газообразного водорода:

2NaOH + 2Na = 2Na₂O + H₂↑

Уравнения ионно-молекулярного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Na⁰ + 2OH^—  = 2Na⁺ +H₂⁰ + 2O^2-