Номер 3, страница 24 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. При комнатной температуре с раствором нитрата серебра с наименьшей скоростью взаимодействует

1) магний

2) медь

3) цинк

4) алюминий

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать химическую активность предложенных металлов и учесть особые свойства их поверхностей. Реакция металла с раствором нитрата серебра ($AgNO_3$) является реакцией замещения, где более активный металл вытесняет менее активное серебро из его соли.

Скорость таких реакций в общем случае зависит от положения металлов в электрохимическом ряду активности:

• Ряд активности: ... $Mg$ ... $Al$ ... $Zn$ ... (H) ... $Cu$ ... $Ag$ ...

Согласно этому ряду, все четыре металла (магний, медь, цинк, алюминий) активнее серебра и могут вытеснять его из раствора нитрата. Уравнения реакций выглядят следующим образом:

• $Mg + 2AgNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + 2Ag$
• $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag$
• $Zn + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2Ag$
• $Al + 3AgNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3Ag$

Чем больше разница в активности между металлами, тем выше скорость реакции. Исходя только из положения в ряду активности, можно было бы ожидать, что наименее активная из представленной группы металлов — медь ($Cu$) — будет реагировать медленнее всего.

Однако решающую роль в данном случае играет явление пассивации. Алюминий ($Al$), будучи очень активным металлом, на воздухе мгновенно покрывается тонкой, но очень прочной и химически инертной оксидной пленкой ($Al_2O_3$). Эта пленка защищает металл от дальнейших химических реакций.

Рассмотрим поведение каждого металла в растворе нитрата серебра:

• Магний ($Mg$) и цинк ($Zn$) — активные металлы, которые будут реагировать с раствором нитрата серебра быстро и энергично, с выделением металлического серебра.
• Медь ($Cu$) — менее активный металл, поэтому реакция будет идти медленнее, чем с магнием и цинком, но она начнется сразу после погружения металла в раствор, так как медь не имеет такой прочной защитной пленки.
• Алюминий ($Al$) — несмотря на свою высокую химическую активность (он активнее цинка), из-за защитной оксидной пленки на его поверхности реакция с раствором нитрата серебра при комнатной температуре будет протекать крайне медленно. Для того чтобы реакция началась, необходимо разрушить эту пленку, что в данных условиях затруднительно. Поэтому наблюдаемая скорость взаимодействия алюминия будет самой низкой.

Таким образом, с наименьшей скоростью с раствором нитрата серебра будет взаимодействовать алюминий.

Ответ: 4) алюминий