Номер 4, страница 146 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 20. Металлы ІА-ІIIА-групп. Глава 5. Металлы и неметаллы - номер 4, страница 146.

Условие.

4. Подумайте, почему щелочные металлы не вытесняют менее активные металлы из растворов их солей. Ответ подтвердите примерами уравнений реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

Щелочные металлы (например, литий $Li$, натрий $Na$, калий $K$) являются самыми активными металлами и занимают крайнее левое положение в электрохимическом ряду напряжений металлов. Согласно общему правилу, более активный металл должен вытеснять менее активный из раствора его соли. Однако в случае щелочных металлов и водных растворов солей это правило не работает из-за их чрезвычайно высокой реакционной способности по отношению к воде.

Когда щелочной металл попадает в водный раствор соли, он в первую очередь бурно реагирует не с солью, а с водой (растворителем). Эта реакция протекает очень энергично, с выделением большого количества тепла и водорода.

Рассмотрим на примере взаимодействия натрия с раствором сульфата меди(II) ($CuSO_4$).

1. Сначала натрий реагирует с водой, образуя гидроксид натрия (щелочь) и водород:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

2. Затем образовавшийся гидроксид натрия вступает в реакцию ионного обмена с сульфатом меди(II), в результате чего образуется нерастворимый в воде гидроксид меди(II) голубого цвета, который выпадает в осадок, и сульфат натрия:

$2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Таким образом, суммарный процесс не приводит к вытеснению металлической меди ($Cu$). Вместо этого менее активный металл (медь) осаждается из раствора в виде своего гидроксида ($Cu(OH)_2$). Прямая реакция вытеснения $2Na + CuSO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + Cu$ не происходит.

Ответ: Щелочные металлы не вытесняют менее активные металлы из водных растворов их солей, потому что они настолько активны, что в первую очередь реагируют с водой, образуя щелочь и водород. Образовавшаяся щелочь затем вступает в реакцию обмена с солью, приводя к осаждению гидроксида менее активного металла, а не самого металла в чистом виде.