1. Строение атома определяет его химические свойства. Атомы металлов имеют небольшое количество валентных электронов, которые легко отдают, образуя положительные ионы. Поэтому металлы могут проявлять только восстановительные свойства, то есть способность передавать электроны другим веществам.

С другой стороны, неметаллы имеют большое количество валентных электронов, которые легко принимают, образуя отрицательные ионы. Поэтому неметаллы могут быть и окислителями, и восстановителями.

Пример реакции, подтверждающей восстановительные свойства металла, может быть следующим:

2Fe^2+(aq) + Cl2(g) → 2Fe^3+(aq) + 2Cl^-(aq)

В этой реакции железо Fe^2+ окисляется хлором Cl2 до Fe^3+, тогда как хлор восстанавливается до ионов Cl^-. Здесь железо действует в качестве восстановителя.

Еще один пример реакции, подтверждающей восстановительные свойства металла, может быть реакция между цинком и кислотой:

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)

В этой реакции цинк Zn отдает два электрона и превращается в ион Zn^2+, тогда как водород H^+ принимает эти электроны и выделяется в виде молекулы H2. Здесь цинк действует в качестве восстановителя.

2. Не все металлы способны вытеснять водород из разбавленных растворов НС1 и H2SO4. Способность металла вытеснять водород зависит от его электрохимического потенциала и места в ряду напряжения металлов.

Например, металлы, расположенные выше в ряду напряжения металлов, могут вытеснять водород из разбавленных растворов НС1 и H2SO4. А металлы, расположенные ниже в ряду напряжения металлов, не могут этого сделать.

Примеры металлов, которые могут вытеснять водород из разбавленных растворов НС1 и H2SO4, включают:

Цинк (Zn):

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)

Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)

Железо (Fe):

Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g)

3Fe(s) + 4H2SO4(aq) → 3FeSO4(aq) + 4H2O(l) + SO2(g)

Медь (Cu):

Cu(s) + 2HCl(aq) → CuCl2(aq) + H2(g)

Cu(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2(g)

В этих реакциях металл вытесняет водород из кислоты, образуя соответствующую соль и выделяя молекулы водорода H2.

3. Пирометаллургия - это область металлургии, которая занимается производством металлов путем плавки и обработки их руд или концентратов при высоких температурах.

Для получения металлов из их оксидов или сульфидов в пирометаллургии используют метод обжига. При этом оксиды и сульфиды металлов превращаются в оксиды, а затем обычно происходит реакция с углеродом или другим веществом, чтобы получить металл.

Примеры реакций получения металлов из соответствующих оксидов или сульфидов:

Получение олова из оксида олова(IV):

SnO2(s) + 2C(s) → Sn(s) + 2CO(g)

Получение меди из сульфида меди(II):

2CuS(s) + 3O2(g) → 2CuO(s) + 2SO2(g)

CuO(s) + C(s) → Cu(s) + CO(g)

Получение цинка из оксида цинка:

ZnO(s) + C(s) → Zn(s) + CO(g)

В этих реакциях уголь (C) служит в качестве редукционного агента, который обеспечивает отрицательный потенциал для процесса восстановления металла из оксида или сульфида.

4. a) Реакция не пройдет, так как Си (кремний) является неметаллом, а Ag(NO3)2 (нитрат серебра) - соль металла. Неметаллы обычно не реагируют с солями металлов.

b) Реакция пройдет, так как К (калий) является металлом, а Cu(NO3)2 (нитрат меди) - соль металла. Металлы могут реагировать с солями металлов в растворе, обычно происходит обмен ионами.

Уравнение реакции:

2K(s) + Cu(NO3)2(aq) → 2KNO3(aq) + Cu(s)

B) Реакция не пройдет, так как Р (фосфор) является неметаллом, а Zn(NO3)2 (нитрат цинка) - соль металла. Неметаллы обычно не реагируют с солями металлов.

Уравнения реакций:

Нет реакции.

5. Уравнение реакции электролиза водного раствора нитрата серебра:

2AgNO3 + 2H2O → O2 + 2HNO3 + 2Ag

Молярная масса AgNO3: 107,87 г/моль

Молярный объем газа при стандартных условиях (273,15 К и 1 атм): 22,4 л/моль

Так как при электролизе водного раствора нитрата серебра выделилось 5,6 л газа, то это соответствует 5,6/22,4 = 0,25 моль газа.

Из уравнения реакции видно, что для образования 1 моля серебра требуется 2 моля электронов. Таким образом, количество молей серебра, которое отложилось на катоде, равно половине количества молей электронов, которые прошли через электролит.

Количество молей электронов, прошедших через электролит, можно найти из уравнения фарадеевой константы:

n = q/F

где n - количество молей электронов, q - количество электричества (заряд), F - фарадеева константа (96485 Кл/моль).

Предположим, что для электролиза использовался источник постоянного тока напряжением 2 В в течение 30 мин (т.е. 1800 секунд). Заряд, протекший через электролит, равен:

q = It = (2 А)(1800 с) = 3600 Кл

Таким образом, количество молей электронов, прошедших через электролит, равно:

n = q/F = 3600 Кл / 96485 Кл/моль = 0,037 моль

Количество молей серебра, которое отложилось на катоде, равно половине этого значения:

n(Ag) = 0,5*n = 0,019 моль

Масса серебра, которое отложилось на катоде, равна произведению молярной массы серебра на количество молей:

m(Ag) = n(Ag) * M(Ag) = 0,019 моль * 107,87 г/моль = 2,06 г

Ответ: на катоде отложилось 2,06 г металла серебра.