Водород в реакциях с активными металлами: Ответ и Объяснение

Вопрос:

В химических реакциях с активными металлами водород проявляет свойства

Варианты ответов:

1. восстановителя
2. и окислителя, и восстановителя;
3. ни окислителя, ни восстановителя.
4. окислителя;

Ответ и объяснение:

Правильный ответ: окислителя;

Давайте разберем, почему это так:

1. Что такое окислитель и восстановитель?

• Окислитель – это вещество, которое принимает электроны и при этом понижает свою степень окисления.
• Восстановитель – это вещество, которое отдает электроны и при этом повышает свою степень окисления.

2. Степень окисления водорода:

• В простом веществе (H₂) степень окисления водорода равна 0.
• В большинстве соединений (например, в кислотах, воде, органических соединениях) водород имеет степень окисления +1.
• Однако, в соединениях с активными металлами (гидридах металлов) водород имеет степень окисления -1.

3. Реакции водорода с активными металлами:

Активные металлы (например, щелочные и щелочноземельные металлы) являются сильными восстановителями. Это означает, что они легко отдают электроны.

Когда водород реагирует с активными металлами, он принимает электроны от металла, образуя гидриды, в которых степень окисления водорода становится -1.

Примеры реакций:

• Реакция натрия с водородом: \[2\text{Na}^0 + \text{H}_2^0 \xrightarrow{\text{нагрев}} 2\text{Na}^{+1}\text{H}^{-1}\] В этой реакции:
  • Натрий (Na) отдает электроны (окисляется) и является восстановителем. Его степень окисления меняется с 0 на +1.
  • Водород (H₂) принимает электроны (восстанавливается) и является окислителем. Его степень окисления меняется с 0 на -1.
• Реакция кальция с водородом: \[\text{Ca}^0 + \text{H}_2^0 \xrightarrow{\text{нагрев}} \text{Ca}^{+2}\text{H}_2^{-1}\] В этой реакции:
  • Кальций (Ca) отдает электроны (окисляется) и является восстановителем. Его степень окисления меняется с 0 на +2.
  • Водород (H₂) принимает электроны (восстанавливается) и является окислителем. Его степень окисления меняется с 0 на -1.

4. Вывод:

Поскольку в реакциях с активными металлами водород принимает электроны и его степень окисления понижается (с 0 до -1), он проявляет свойства окислителя.