Демонстрация №3, страница 45 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Демонстрация №3

Вытеснение металлов из растворов солей

Цель: понимать, что более активный металл вытесняет менее активный металл из растворов его солей.

Рис. 19. Вытеснение менее активного металла из раствора его солей активным металлом: цинк (а) активно вытесняет свинец из его соли (б)

Реактивы

Металлы: цинк; железо; раствор сульфата меди (II) $CuSO_4$

Химическая посуда

Пробирки

В пробирку поместите гранулы цинка и налейте раствор сульфата меди. В другую пробирку поместите небольшие кусочки железа и налейте раствор сульфата меди. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.

Что вы наблюдаете? Обратите внимание на интенсивность протекания реакций.

При проведении опыта наблюдаются следующие явления в четырех пробирках:

1. В пробирке с порошком магния ($Mg$) и соляной кислотой ($HCl$) наблюдается очень бурная реакция с интенсивным выделением пузырьков газа (водорода). Пробирка заметно нагревается, что свидетельствует об экзотермическом характере реакции.

2. В пробирке с гранулами цинка ($Zn$) и соляной кислотой реакция протекает менее интенсивно, чем с магнием. Наблюдается равномерное выделение пузырьков газа с поверхности гранул цинка.

3. В пробирке с опилками железа ($Fe$) и соляной кислотой реакция идет еще медленнее. Пузырьки газа выделяются слабо и не так активно, как в случае с цинком или магнием.

4. В пробирке со стружкой меди ($Cu$) и соляной кислотой видимых признаков реакции не наблюдается. Газ не выделяется.

Ответ: Наблюдается выделение газа в пробирках с магнием, цинком и железом. Интенсивность реакции уменьшается в ряду: магний > цинк > железо. В пробирке с медью реакция не протекает.

Напишите уравнения реакций.

Химические реакции, протекающие в пробирках, описываются следующими уравнениями:

1. Взаимодействие магния с соляной кислотой с образованием хлорида магния и водорода:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие цинка с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и водорода:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

3. Взаимодействие железа с соляной кислотой с образованием хлорида железа(II) и водорода:

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

4. Медь с соляной кислотой не реагирует:

$Cu + HCl \rightarrow реакция \ не \ идет$

Ответ:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

$Cu + HCl \rightarrow реакция \ не \ идет$

Сделайте соответствующие выводы.

На основе проведенного опыта можно сделать следующие выводы:

1. Разные металлы обладают разной химической активностью по отношению к кислотам. Активность металлов в данном опыте уменьшается в ряду: $Mg > Zn > Fe$. Это соответствует их положению в электрохимическом ряду напряжений металлов.

2. Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода (магний, цинк, железо), способны вытеснять его из растворов кислот (в данном случае из соляной кислоты). Чем левее металл находится в этом ряду, тем активнее он реагирует с кислотой.

3. Существуют металлы, которые не реагируют с растворами кислот-неокислителей. Медь, стоящая в ряду напряжений правее водорода, не вытесняет его из соляной кислоты. Такие металлы можно считать химически инертными по отношению к данным условиям.

Ответ: Химическая активность металлов по отношению к соляной кислоте различна и зависит от их положения в электрохимическом ряду напряжений. Металлы до водорода ($Mg$, $Zn$, $Fe$) вытесняют его из кислоты с разной интенсивностью, а металлы после водорода ($Cu$) не реагируют с ней. Это подтверждает существование химически инертных (в данных условиях) металлов.