Практическая работа №1, страница 53 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Сравнение активности металлов

Реактивы: железные стружки, медная проволока, 0,5 М растворы нитрата серебра ($\text{AgNO}_3$), сульфата меди (II) ($\text{CuSO}_4$), нитрата алюминия ($\text{Al(NO}_3\text{)}_3$).

Химическая посуда и оборудование: пробирки и пробиркодержатель.

Ход работы:

В одну пробирку налейте 2 мл раствора нитрата серебра, во вторую — 2 мл сульфата меди (II), в третью — 2 мл нитрата алюминия. В первую пробирку положите медную проволоку, во вторую — железные стружки, в третью — медную проволоку.

Задания:

1. Какие вещества образуются в каждой пробирке?

2. Какая закономерность в активности металлов проявляется в этих процессах?

3. Напишите уравнения соответствующих реакций.

1. Какие вещества образуются в каждой пробирке?

Для определения возможности протекания реакции замещения между металлом и солью другого металла используется электрохимический ряд активности металлов. Более активный металл (расположенный левее в ряду) вытесняет менее активный металл (расположенный правее) из раствора его соли.

Пробирка 1: Медная проволока ($Cu$) помещена в раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). В ряду активности медь стоит левее серебра, следовательно, медь является более активным металлом. Происходит реакция замещения: медь вытесняет серебро. На поверхности медной проволоки образуется налет металлического серебра ($Ag$), а раствор приобретает голубой оттенок, характерный для солей меди(II), так как образуется нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$).

Пробирка 2: Железные стружки ($Fe$) помещены в раствор сульфата меди(II) ($CuSO_4$). В ряду активности железо стоит левее меди, следовательно, оно активнее. Происходит реакция замещения: железо вытесняет медь. На поверхности железных стружек образуется налет металлической меди ($Cu$) красного цвета, а исходный голубой цвет раствора сульфата меди(II) будет бледнеть по мере образования сульфата железа(II) ($FeSO_4$).

Пробирка 3: Медная проволока ($Cu$) помещена в раствор нитрата алюминия ($Al(NO_3)_3$). В ряду активности медь стоит значительно правее алюминия, следовательно, медь является менее активным металлом. Поэтому реакция замещения не происходит, и никаких видимых изменений не наблюдается.

Ответ: В первой пробирке образуются металлическое серебро ($Ag$) и нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$). Во второй пробирке образуются металлическая медь ($Cu$) и сульфат железа(II) ($FeSO_4$). В третьей пробирке новые вещества не образуются, реакция не идет.

2. Какая закономерность в активности металлов проявляется в этих процессах?

В этих процессах проявляется закономерность, описываемая электрохимическим рядом активности металлов. Основной принцип заключается в том, что более активный металл способен вытеснять менее активный металл из раствора его соли. Активность металлов в этом ряду убывает слева направо.

На основе проведенных опытов можно сделать следующие выводы об относительной активности металлов:

1. Реакция в первой пробирке ($Cu$ и $AgNO_3$) показывает, что медь активнее серебра ($Cu > Ag$).

2. Реакция во второй пробирке ($Fe$ и $CuSO_4$) показывает, что железо активнее меди ($Fe > Cu$).

3. Отсутствие реакции в третьей пробирке ($Cu$ и $Al(NO_3)_3$) показывает, что медь менее активна, чем алюминий ($Al > Cu$).

Объединяя эти данные, мы можем составить фрагмент ряда активности для данных металлов в порядке убывания их активности: $Al > Fe > Cu > Ag$.

Ответ: Проявляется закономерность ряда активности металлов: более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. На основе наблюдений можно выстроить металлы в следующий ряд по убыванию активности: Алюминий ($Al$) → Железо ($Fe$) → Медь ($Cu$) → Серебро ($Ag$).

3. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Уравнения химических реакций, протекающих в пробирках, где это возможно:

Пробирка 1: Реакция между медью и нитратом серебра с образованием нитрата меди(II) и металлического серебра.

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

Пробирка 2: Реакция между железом и сульфатом меди(II) с образованием сульфата железа(II) и металлической меди.

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

Пробирка 3: Реакция между медью и нитратом алюминия не происходит.

$Cu + Al(NO_3)_3 \rightarrow \text{реакция не идет}$

Ответ:

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

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

В третьей пробирке реакция не идет.