Номер 8, страница 122 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

8. Укажите металл, который реагирует: а) с соляной кислотой и б) с водой при высоких температурах.

1) серебро

2) натрий

3) медь

4) железо

Решение

Для решения этой задачи необходимо проанализировать химические свойства каждого из предложенных металлов на соответствие двум условиям: а) реакция с соляной кислотой и б) реакция с водой при высоких температурах. Способность металла вступать в эти реакции определяется его положением в электрохимическом ряду активности металлов.

Ключевые принципы:

• Металлы, стоящие в ряду активности до водорода (H), вытесняют его из растворов кислот-неокислителей, таких как соляная ($HCl$). Металлы после водорода не реагируют.
• Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) реагируют с водой при нормальных условиях.
• Металлы средней активности (например, Al, Zn, Fe) реагируют с водой только при нагревании (с водяным паром).
• Неактивные металлы (после водорода) с водой не реагируют.

Рассмотрим каждый предложенный металл:

1) Серебро (Ag). Это малоактивный металл, который находится в ряду активности после водорода. Поэтому серебро не реагирует ни с соляной кислотой, ни с водой. Этот вариант не подходит.

2) Натрий (Na). Это очень активный, щелочной металл.
а) Он бурно реагирует с соляной кислотой: $2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2 \uparrow$.
б) Он также бурно реагирует с водой, причем уже при обычной температуре: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$.
Хотя натрий и соответствует обоим условиям, формулировка "при высоких температурах" обычно подразумевает, что нагревание является обязательным условием для реакции, что для натрия неверно.

3) Медь (Cu). Это малоактивный металл, стоящий в ряду активности после водорода. Как и серебро, медь не вступает в реакцию ни с соляной кислотой, ни с водой. Этот вариант не подходит.

4) Железо (Fe). Это металл средней активности, который находится в ряду активности до водорода.
а) Железо реагирует с соляной кислотой с выделением водорода: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$.
б) С холодной водой железо не взаимодействует, однако при высокой температуре оно реагирует с водяным паром с образованием железной окалины ($Fe_3O_4$): $3Fe + 4H_2O \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4 + 4H_2 \uparrow$.
Таким образом, железо полностью удовлетворяет обоим условиям, причем реакция с водой требует именно высокой температуры.

Следовательно, из всех предложенных вариантов только железо реагирует с соляной кислотой и с водой при высоких температурах.

Ответ: 4) железо.