Номер 7, страница 125 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

7. Железо не взаимодействует

1) с раствором серной кислоты

2) с серой

3) с сульфатом цинка

4) с водой

Для того чтобы определить, с каким из предложенных веществ железо не взаимодействует, необходимо рассмотреть возможность протекания каждой из указанных реакций на основе химических свойств железа и общих закономерностей неорганической химии.

1) с раствором серной кислоты

Железо ($Fe$) является металлом средней активности и в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит левее водорода ($H$). Это означает, что железо способно вытеснять водород из растворов разбавленных кислот, в том числе и из серной кислоты ($H_2SO_4$). В результате реакции образуется соль — сульфат железа(II) — и выделяется газообразный водород.

Уравнение реакции: $Fe + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow FeSO_4 + H_2\uparrow$

Таким образом, железо взаимодействует с раствором серной кислоты. Этот вариант не является правильным ответом.

2) с серой

Железо, как и большинство металлов, при нагревании напрямую реагирует с неметаллами. Реакция с серой ($S$) является реакцией соединения, в ходе которой образуется сульфид железа(II) ($FeS$).

Уравнение реакции: $Fe + S \xrightarrow{t^{\circ}} FeS$

Таким образом, железо взаимодействует с серой. Этот вариант не является правильным ответом.

3) с сульфатом цинка

Взаимодействие металлов с растворами солей определяется их положением в ряду активности: более активный металл вытесняет менее активный из его соли. Рассмотрим положение цинка ($Zn$) и железа ($Fe$) в ряду активности: ... $Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu$ ...

Цинк находится левее железа, следовательно, он является более активным металлом. Это означает, что железо не способно вытеснить цинк из раствора его соли, в данном случае — из сульфата цинка ($ZnSO_4$).

Реакция не протекает: $Fe + ZnSO_4 \nrightarrow$

Следовательно, железо не взаимодействует с сульфатом цинка. Этот вариант является правильным ответом.

4) с водой

Железо способно реагировать с водой, однако условия реакции зависят от температуры. С холодной и теплой водой реакция не идет, но при высокой температуре (с водяным паром) железо окисляется, образуя железную окалину ($Fe_3O_4$ — смешанный оксид железа(II) и железа(III)) и водород.

Уравнение реакции: $3Fe + 4H_2O (пар) \xrightarrow{t^{\circ}} Fe_3O_4 + 4H_2\uparrow$

Поскольку реакция возможна (при определенных условиях), считается, что железо взаимодействует с водой. Этот вариант не является правильным ответом.

Проанализировав все варианты, мы приходим к выводу, что единственное вещество, с которым железо не вступает в реакцию замещения, — это сульфат цинка, так как цинк является более активным металлом, чем железо.

Ответ: 3