Страница 152 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Лабораторный опыт 41

Налейте в пробирку 5 мл раствора сульфата меди(II). Погрузите в раствор железный гвоздь, привязанный на нитку. Через 2–3 минуты извлеките гвоздь из пробирки, потянув за нитку. Что наблюдаете? Сделайте выводы об относительной активности железа и меди.

Что наблюдаете?

Решение
При погружении железного гвоздя в голубой раствор сульфата меди(II) начинаются видимые изменения. На поверхности железного гвоздя, которая контактирует с раствором, появляется рыхлый налет красно-коричневого цвета. Этот налет — металлическая медь, которая вытесняется железом из раствора соли. Одновременно с этим интенсивность голубой окраски раствора сульфата меди(II) уменьшается, раствор светлеет. Это происходит потому, что ионы меди $Cu^{2+}$, придающие раствору голубой цвет, замещаются в растворе на ионы железа $Fe^{2+}$, которые образуют раствор сульфата железа(II) $FeSO_4$ бледно-зеленого цвета.

Данный процесс является реакцией замещения. Уравнение химической реакции в молекулярном виде:
$Fe_{(тв)} + CuSO_{4(раств)} \rightarrow FeSO_{4(раств)} + Cu_{(тв)}$

Полное ионное уравнение реакции:
$Fe^0 + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Cu^0$

Сокращенное ионное уравнение, показывающее суть процесса:
$Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0$

Ответ: На поверхности железного гвоздя образуется красный налет металлической меди, а голубой раствор сульфата меди(II) постепенно бледнеет, приобретая бледно-зеленый оттенок.

Сделайте выводы об относительной активности железа и меди.

Решение
Наблюдаемая реакция замещения, в ходе которой железо вытесняет медь из раствора ее соли, является прямым доказательством того, что железо — более активный металл, чем медь. В соответствии с электрохимическим рядом активности металлов, более активные металлы (стоящие левее) способны вытеснять менее активные металлы (стоящие правее) из растворов их солей. Поскольку железо (Fe) в ряду активности стоит значительно левее меди (Cu), оно легче отдает электроны (окисляется), чем медь, и замещает ее в растворе.

Ответ: Железо является химически более активным металлом по сравнению с медью.