Номер 10, страница 148 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 4. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 10, страница 148.

Условие.

10. Магний медленнее всего растворяется в

1) 1%-й уксусной кислоте

2) 5%-й уксусной кислоте

3) 1%-й соляной кислоте

4) 5%-й соляной кислоте

Решение.

Решение 2.

Решение

Скорость химической реакции растворения магния в кислоте зависит от нескольких факторов, ключевыми из которых в данном случае являются природа кислоты и её концентрация. Реакция магния с кислотами описывается уравнением:
$Mg + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2\uparrow$
Скорость этой реакции прямо пропорциональна концентрации ионов водорода ($H^+$) в растворе. Чтобы найти, в каком растворе магний растворяется медленнее всего, необходимо определить, в каком из предложенных вариантов концентрация ионов $H^+$ будет наименьшей.

1. Сравнение силы кислот. В задаче представлены две кислоты: соляная ($HCl$) и уксусная ($CH_3COOH$).

• Соляная кислота ($HCl$) — это сильная кислота. В водном растворе она практически полностью диссоциирует на ионы: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$. Это означает, что она создаёт высокую концентрацию ионов водорода.

• Уксусная кислота ($CH_3COOH$) — это слабая кислота. Она диссоциирует в воде лишь частично, устанавливается равновесие: $CH_3COOH \rightleftharpoons H^+ + CH_3COO^-$. В результате концентрация ионов водорода в её растворе значительно ниже, чем в растворе соляной кислоты той же концентрации.

Поскольку в растворах уксусной кислоты концентрация $H^+$ ниже, чем в растворах соляной, реакция с магнием в ней будет протекать медленнее. Таким образом, мы можем исключить варианты 3) и 4).

2. Сравнение концентраций уксусной кислоты. Теперь необходимо сравнить 1%-й и 5%-й растворы уксусной кислоты.

• Чем выше концентрация самой кислоты в растворе, тем выше будет и равновесная концентрация ионов водорода ($H^+$), которые образуются при её диссоциации.

• В 1%-м растворе уксусной кислоты её общая концентрация ниже, чем в 5%-м растворе. Следовательно, и концентрация ионов $H^+$ в 1%-м растворе будет самой низкой из всех предложенных вариантов.

Таким образом, магний будет растворяться медленнее всего в растворе с самой низкой концентрацией ионов $H^+$, то есть в 1%-й уксусной кислоте.

Ответ: 1