Номер 5, страница 48 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Ученик в химической лаборатории проводил опыты, используя металлы и растворы солей: $\text{x}$ — реакция не идет, — реакция идет. Результаты опытов следующие:

Реактивы:

Алюминий: с Хлоридом алюминия — реакция идет; с Сульфатом меди — $\text{x}$; с Фосфатом натрия — реакция идет; с Нитратом серебра — реакция идет.

Медь: с Хлоридом алюминия — $\text{x}$; с Сульфатом меди — реакция идет; с Фосфатом натрия — $\text{x}$; с Нитратом серебра — реакция идет.

Магний: с Хлоридом алюминия — реакция идет; с Сульфатом меди — реакция идет; с Фосфатом натрия — реакция идет; с Нитратом серебра — реакция идет.

Серебро: с Хлоридом алюминия — $\text{x}$; с Сульфатом меди — $\text{x}$; с Фосфатом натрия — $\text{x}$; с Нитратом серебра — реакция идет.

Составьте ряд активности этих металлов. Запишите уравнения практически осуществимых химических реакций.

Решение

Для решения задачи используется ряд активности металлов. Основной принцип: более активный металл, стоящий в ряду активности левее, способен вытеснять менее активный металл (стоящий правее) из раствора его соли. В таблице указано, что «x» означает отсутствие реакции, а пустая ячейка (в условии обозначена как «—») — наличие реакции.

Ряд активности металлов

Проанализируем результаты опытов для определения относительной активности металлов (магний, алюминий, медь, серебро).

• Алюминий (Al): реагирует с сульфатом меди ($CuSO_4$) и нитратом серебра ($AgNO_3$), следовательно, Al активнее Cu и Ag ($Al > Cu$, $Al > Ag$). Не реагирует с фосфатом натрия ($Na_3PO_4$), значит, Al менее активен, чем Na ($Na > Al$).
• Медь (Cu): реагирует с нитратом серебра ($AgNO_3$), значит, Cu активнее Ag ($Cu > Ag$). Не реагирует с хлоридом алюминия ($AlCl_3$), значит, Cu менее активна, чем Al ($Al > Cu$).
• Магний (Mg): реагирует с хлоридом алюминия ($AlCl_3$), сульфатом меди ($CuSO_4$) и нитратом серебра ($AgNO_3$), следовательно, Mg активнее Al, Cu и Ag ($Mg > Al$, $Mg > Cu$, $Mg > Ag$).
• Серебро (Ag): не реагирует ни с одной из солей (кроме своей), что подтверждает его наименьшую активность в данном наборе металлов.

Основываясь на этих данных, мы можем расположить металлы в порядке убывания их химической активности.

Ответ: $Mg > Al > Cu > Ag$.

Запишем уравнения реакций, которые протекают согласно таблице и составленному ряду активности. Пустые ячейки в таблице соответствуют протекающим реакциям вытеснения.

Важное замечание: в таблице ячейка на пересечении магния (Mg) и фосфата натрия ($Na_3PO_4$) оставлена пустой, что по условию означает протекание реакции. Однако в электрохимическом ряду активности натрий (Na) стоит значительно левее магния (Mg), то есть является более активным металлом. Поэтому магний не может вытеснить натрий из раствора его соли. Данная реакция практически неосуществима в водных растворах, и, вероятно, в условии задачи в этом месте допущена ошибка. Поэтому уравнение для этой гипотетической реакции мы не составляем.

Уравнения для реакций, которые действительно происходят:

1. Алюминий + сульфат меди(II) → сульфат алюминия + медь

   $2Al + 3CuSO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3Cu$

2. Алюминий + нитрат серебра → нитрат алюминия + серебро

   $Al + 3AgNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3Ag$

3. Медь + нитрат серебра → нитрат меди(II) + серебро

   $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag$

4. Магний + хлорид алюминия → хлорид магния + алюминий

   $3Mg + 2AlCl_3 \rightarrow 3MgCl_2 + 2Al$

5. Магний + сульфат меди(II) → сульфат магния + медь

   $Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu$

6. Магний + нитрат серебра → нитрат магния + серебро

   $Mg + 2AgNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + 2Ag$

Ответ:

$2Al + 3CuSO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3Cu$

$Al + 3AgNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3Ag$

$Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag$

$3Mg + 2AlCl_3 \rightarrow 3MgCl_2 + 2Al$

$Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu$

$Mg + 2AgNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + 2Ag$