Лабораторный опыт № 34, страница 257 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Решение

Для определения возможности протекания реакций замещения между металлами и растворами солей используется электрохимический ряд активности металлов. Более активный металл (стоящий левее в ряду) вытесняет менее активный металл (стоящий правее) из раствора его соли.

Фрагмент ряда активности металлов: ... $Fe$ ... $Pb$ ... $(H)$ ... $Cu$ ...

Составьте уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Пробирка 1: Взаимодействие железа ($Fe$) с раствором сульфата меди(II) ($CuSO_4$).

Железо в ряду активности стоит левее меди, следовательно, оно является более активным металлом и вытесняет медь из раствора её соли. Наблюдается образование красного налета меди на железной проволоке и постепенное обесцвечивание голубого раствора (он становится бледно-зеленым из-за образования сульфата железа(II)).

• Молекулярное уравнение:

  $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu \downarrow$

• Полное ионное уравнение:

  $Fe^0 + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Cu^0$

• Сокращенное ионное уравнение:

  $Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0$

Пробирка 2: Взаимодействие свинца ($Pb$) с раствором сульфата меди(II) ($CuSO_4$).

Свинец в ряду активности стоит левее меди, поэтому он также вытесняет медь из раствора её соли. Следует отметить, что образующийся сульфат свинца(II) ($PbSO_4$) нерастворим в воде и выпадает в осадок вместе с медью.

• Молекулярное уравнение:

  $Pb + CuSO_4 \rightarrow PbSO_4 \downarrow + Cu \downarrow$

• Полное ионное уравнение (нерастворимые вещества на ионы не расписываются):

  $Pb^0 + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow PbSO_4 \downarrow + Cu^0$

• Сокращенное ионное уравнение в данном случае совпадает с полным, так как отсутствуют ионы, которые можно сократить.

Пробирка 3: Взаимодействие меди ($Cu$) с раствором сульфата железа(II) ($FeSO_4$).

Медь в ряду активности стоит правее железа, являясь менее активным металлом. Поэтому медь не может вытеснить железо из раствора его соли. Химическая реакция не протекает, видимых изменений не наблюдается.

Ответ:

1-я пробирка: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$; $Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0$.

2-я пробирка: $Pb + CuSO_4 \rightarrow PbSO_4 \downarrow + Cu$; $Pb^0 + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow PbSO_4 \downarrow + Cu^0$.

3-я пробирка: реакция не протекает.

Сделайте вывод о том, в какой из пробирок произошла химическая реакция.

Химическая реакция произошла в 1-й и 2-й пробирках. В 1-й пробирке железо, как более активный металл, вытеснило медь из раствора сульфата меди. Во 2-й пробирке свинец, также более активный, чем медь, вытеснил ее из раствора соли. В 3-й пробирке реакция не произошла, так как медь является менее активным металлом, чем железо, и не способна вытеснить его из раствора сульфата железа(II).

Ответ: Химическая реакция произошла в пробирках №1 и №2.

Сделайте вывод об условиях, при которых растворы солей взаимодействуют с металлами.

На основе проведенного опыта можно сформулировать общие условия для протекания реакций замещения между металлами и растворами солей:

1. Металл, вступающий в реакцию, должен быть более активным, чем металл, входящий в состав соли. Активность определяется положением в электрохимическом ряду активности металлов (чем левее металл, тем он активнее).
2. Исходная соль должна быть растворима в воде.
3. Металл, погружаемый в раствор, не должен активно взаимодействовать с водой (такие металлы, как натрий, калий, кальций, в первую очередь прореагируют с водой, а не с солью).

Ответ: Растворы солей взаимодействуют с металлами, если металл, погруженный в раствор, расположен в ряду активности левее (является более активным), чем металл, образующий соль. При этом сама соль должна быть растворима, а металл не должен быть щелочным или щелочноземельным (чтобы не реагировать с водой).