Страница 240 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Сделайте вывод о том, в каких пробирках произошли химические реакции.

Для определения возможности протекания реакций необходимо обратиться к электрохимическому ряду активности металлов. Металлы, стоящие в этом ряду левее (активнее) водорода (H), способны вытеснять его из растворов неокисляющих кислот, таких как разбавленные серная и соляная.

Рассмотрим положение металлов из опыта в ряду активности: ... Al ... Zn ... Pb ... H ... Cu ...

Проанализируем каждую пробирку:

• Пробирка 1: Цинк (Zn) и раствор серной кислоты ($H_2SO_4$).

  Цинк стоит в ряду активности значительно левее водорода, поэтому он активно реагирует с серной кислотой. Наблюдается выделение пузырьков газа – водорода ($H_2$).

  Уравнение реакции: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

• Пробирка 2: Алюминий (Al) и раствор соляной кислоты (HCl).

  Алюминий – активный металл, стоящий в ряду активности левее водорода. Он реагирует с соляной кислотой. Реакция может начаться с некоторой задержкой, так как поверхность алюминия покрыта прочной оксидной пленкой ($Al_2O_3$), которую сначала растворяет кислота. Затем наблюдается бурное выделение водорода.

  Уравнение реакции: $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

• Пробирка 3: Свинец (Pb) и раствор серной кислоты ($H_2SO_4$).

  Свинец стоит в ряду активности левее водорода и теоретически должен с ним реагировать. Однако, одним из продуктов реакции является сульфат свинца(II) ($PbSO_4$) – нерастворимое в воде и кислоте вещество. Оно образует на поверхности свинца плотную пленку, которая изолирует металл от кислоты и прекращает реакцию. Поэтому видимые признаки реакции (выделение газа) будут очень слабыми и кратковременными.

  Уравнение реакции: $Pb + H_2SO_4 \rightarrow PbSO_4 \downarrow + H_2 \uparrow$

• Пробирка 4: Медь (Cu) и раствор соляной кислоты (HCl).

  Медь стоит в ряду активности правее (менее активна) водорода. Поэтому она не способна вытеснить водород из раствора соляной кислоты. Реакция не идет, видимых изменений не наблюдается.

  Уравнение реакции: $Cu + HCl \rightarrow \text{реакция не идет}$

Исходя из анализа, активные химические реакции произошли в пробирках № 1 и № 2.

Ответ: Химические реакции с явными признаками (выделение газа) произошли в пробирках № 1 (цинк с серной кислотой) и № 2 (алюминий с соляной кислотой). В пробирке № 3 (свинец с серной кислотой) реакция практически не протекает из-за образования нерастворимой пленки продукта. В пробирке № 4 (медь с соляной кислотой) реакция не идет.

Сформулируйте вывод о возможности взаимодействия кислот с металлами.

На основе проведенного лабораторного опыта можно сформулировать следующий общий вывод о взаимодействии кислот с металлами:

1. Способность металла реагировать с растворами кислот (в данном случае, неокисляющих) определяется его положением в электрохимическом ряду активности металлов относительно водорода.
2. Металлы, расположенные в ряду активности до водорода (например, Al, Zn, Pb), вступают в реакцию замещения с кислотами, в результате которой образуются соль и газообразный водород.
3. Металлы, расположенные в ряду активности после водорода (например, Cu), не реагируют с растворами неокисляющих кислот.
4. Скорость и сама возможность протекания реакции могут зависеть от свойств продуктов реакции. Если в результате образуется нерастворимое вещество, которое покрывает поверхность металла (пассивация), реакция может замедлиться или полностью прекратиться, как в случае со свинцом и серной кислотой.

Ответ: Взаимодействие кислот с металлами возможно, если металл стоит в электрохимическом ряду активности до водорода. При этом образуется соль и выделяется водород. Металлы, стоящие после водорода, с неокисляющими кислотами не реагируют. Протекание реакции также зависит от растворимости образующейся соли.