Страница 216 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. И магний, и медь взаимодействуют с

1) раствором нитрата свинца(II)

2) разбавленной серной кислотой

3) хлором

4) раствором гидроксида калия

Для того чтобы определить, с каким из предложенных веществ будут взаимодействовать и магний ($Mg$), и медь ($Cu$), необходимо проанализировать химические свойства этих металлов и их возможное взаимодействие с каждым реагентом.

1) раствором нитрата свинца(II)

Взаимодействие металлов с солями зависит от их положения в электрохимическом ряду активности. Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.

• Магний ($Mg$) в ряду активности стоит левее свинца ($Pb$), поэтому он будет вытеснять свинец из раствора нитрата свинца(II):
  $Mg + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + Pb \downarrow$
• Медь ($Cu$) в ряду активности стоит правее свинца ($Pb$), поэтому она не может вытеснить свинец из раствора его соли. Реакция не протекает.

Таким образом, этот вариант не подходит, так как с раствором нитрата свинца(II) взаимодействует только магний.

2) разбавленной серной кислотой

Взаимодействие металлов с разбавленными кислотами (кроме азотной) зависит от их положения в ряду активности относительно водорода.

• Магний ($Mg$) стоит в ряду активности левее водорода ($H$), поэтому он реагирует с разбавленной серной кислотой, вытесняя водород:
  $Mg + H_2SO_4(разб.) \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$
• Медь ($Cu$) стоит в ряду активности правее водорода ($H$), поэтому она не взаимодействует с разбавленной серной кислотой.

Этот вариант не подходит, так как с разбавленной серной кислотой взаимодействует только магний.

3) хлором

Хлор ($Cl_2$) является сильным окислителем и активным неметаллом. Он взаимодействует с большинством металлов, включая как активные (магний), так и менее активные (медь), обычно при нагревании, образуя хлориды.

• Магний активно реагирует с хлором:
  $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$
• Медь также реагирует с хлором с образованием хлорида меди(II):
  $Cu + Cl_2 \rightarrow CuCl_2$

Этот вариант подходит, так как оба металла взаимодействуют с хлором.

4) раствором гидроксида калия

С растворами щелочей реагируют амфотерные металлы (например, $Al$, $Zn$, $Be$).

• Магний ($Mg$) и медь ($Cu$) не являются амфотерными металлами, поэтому они не взаимодействуют с раствором гидроксида калия ($KOH$).

Этот вариант не подходит.

Следовательно, единственным веществом из списка, с которым реагируют и магний, и медь, является хлор.

Ответ: 3

2. Химическая реакция возможна между

1) оксидом фосфора$(V)$ и раствором гидроксида натрия

2) оксидом меди$(II)$ и водой

3) растворами хлорида натрия и сульфата калия

4) гидроксидом железа$(III)$ и магнием

Решение

Проанализируем каждую из предложенных пар веществ на предмет возможности химического взаимодействия.

1) оксидом фосфора(V) и раствором гидроксида натрия

Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) является кислотным оксидом. Гидроксид натрия ($NaOH$) — это сильное основание (щёлочь). Кислотные оксиды реагируют с основаниями (в частности, со щелочами) с образованием соли и воды. Это классическая реакция нейтрализации. В зависимости от молярного соотношения реагентов могут образовываться средние или кислые соли.
Пример реакции с образованием средней соли, фосфата натрия:
$P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$
Следовательно, данная химическая реакция возможна.

2) оксидом меди(II) и водой

Оксид меди(II) ($CuO$) — это основной оксид. Однако он относится к оксидам металлов, гидроксиды которых нерастворимы в воде ($Cu(OH)_2$ — нерастворимое основание). Такие оксиды с водой не реагируют. Реакция образования гидроксида меди(II) из оксида и воды не протекает.
$CuO + H_2O \nrightarrow$

3) растворами хлорида натрия и сульфата калия

Хлорид натрия ($NaCl$) и сульфат калия ($K_2SO_4$) — это растворимые в воде соли. Реакции ионного обмена между солями в растворе протекают только в том случае, если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок), газ или слабый электролит (например, вода).
Возможное уравнение реакции обмена:
$2NaCl + K_2SO_4 \leftrightarrow Na_2SO_4 + 2KCl$
Все вещества в этой реакции (как исходные, так и продукты) являются хорошо растворимыми в воде солями. Ни осадка, ни газа, ни воды не образуется, поэтому реакция не идёт.

4) гидроксидом железа(III) и магнием

Гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$) — это нерастворимое в воде основание. Магний ($Mg$) — активный металл, стоящий в ряду активности металлов левее железа ($Fe$). Обычно более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей. Однако магний не будет реагировать с нерастворимым гидроксидом железа(III) в обычных условиях.
$3Mg + 2Fe(OH)_3 \nrightarrow$

Таким образом, единственная пара веществ, между которыми возможна химическая реакция, — это оксид фосфора(V) и раствор гидроксида натрия.

Ответ: 1.

3. Сульфат меди$(II)$ в растворе не реагирует с

1) железом 2) гидроксидом натрия 3) хлоридом бария 4) нитратом цинка

Решение

Чтобы определить, с каким из предложенных веществ сульфат меди(II) ($CuSO_4$) в растворе не реагирует, необходимо проанализировать возможность протекания химической реакции с каждым из них. Реакция считается протекающей, если она приводит к образованию осадка, газа, слабого электролита (воды) или если более активный металл вытесняет менее активный из раствора соли.

1) железом
Железо ($Fe$) в ряду активности металлов находится левее меди ($Cu$), поэтому является более активным металлом. Следовательно, железо вытесняет медь из раствора её соли.
Уравнение реакции: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$
Реакция протекает.

2) гидроксидом натрия
При взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом натрия ($NaOH$) происходит реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — осадок голубого цвета.
Уравнение реакции: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$
Реакция протекает, так как образуется осадок.

3) хлоридом бария
При взаимодействии сульфата меди(II) с хлоридом бария ($BaCl_2$) также протекает реакция ионного обмена. Образуется нерастворимый сульфат бария ($BaSO_4$) — белый осадок.
Уравнение реакции: $CuSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + CuCl_2$
Реакция протекает, так как образуется осадок.

4) нитратом цинка
Взаимодействие сульфата меди(II) с нитратом цинка ($Zn(NO_3)_2$) является реакцией ионного обмена между двумя растворимыми солями. Возможные продукты — сульфат цинка ($ZnSO_4$) и нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) — также являются растворимыми в воде.
Возможное уравнение реакции: $CuSO_4 + Zn(NO_3)_2 \leftrightarrow ZnSO_4 + Cu(NO_3)_2$
Поскольку в результате реакции не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита, реакция не идет. Все ионы остаются в растворе.

Ответ: 4

4. И гидроксид калия, и серная кислота могут взаимодействовать с

1) алюминием

2) хлором

3) оксидом магния

4) нитратом бария

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать химические свойства гидроксида калия ($KOH$) — сильной щелочи, и серной кислоты ($H_2SO_4$) — сильной кислоты, по отношению к каждому из предложенных веществ.

1) алюминием

Алюминий ($Al$) является амфотерным металлом, что означает его способность реагировать как с кислотами, так и с щелочами.

• Взаимодействие с серной кислотой: Алюминий, как металл, стоящий левее водорода в электрохимическом ряду напряжений, реагирует с разбавленной серной кислотой, образуя соль (сульфат алюминия) и водород.

  $2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2\uparrow$

• Взаимодействие с гидроксидом калия: Как амфотерный металл, алюминий реагирует с водным раствором щелочи. В результате реакции образуется комплексная соль (тетрагидроксоалюминат калия) и выделяется водород.

  $2Al + 2KOH + 6H_2O \rightarrow 2K[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

Вывод: Алюминий реагирует и с серной кислотой, и с гидроксидом калия.

2) хлором

Хлор ($Cl_2$) — это типичный неметалл, галоген.

• Взаимодействие с серной кислотой: Хлор не реагирует с серной кислотой (как разбавленной, так и концентрированной) в обычных условиях.

• Взаимодействие с гидроксидом калия: Хлор вступает в реакцию диспропорционирования с раствором щелочи. Продукты зависят от температуры. Например, на холоде:

  $Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O$

Вывод: Хлор реагирует с гидроксидом калия, но не реагирует с серной кислотой.

3) оксидом магния

Оксид магния ($MgO$) — это основный оксид.

• Взаимодействие с серной кислотой: Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации).

  $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

• Взаимодействие с гидроксидом калия: Основные оксиды не реагируют со щелочами.

Вывод: Оксид магния реагирует с серной кислотой, но не реагирует с гидроксидом калия.

4) нитратом бария

Нитрат бария ($Ba(NO_3)_2$) — это соль, образованная сильным основанием ($Ba(OH)_2$) и сильной кислотой ($HNO_3$).

• Взаимодействие с серной кислотой: Происходит реакция ионного обмена, так как образуется нерастворимый осадок сульфата бария ($BaSO_4$).

  $Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3$

• Взаимодействие с гидроксидом калия: Реакция ионного обмена не идет, так как все возможные продукты ($KNO_3$ и $Ba(OH)_2$) растворимы в воде и являются сильными электролитами.

  $Ba(NO_3)_2 + 2KOH \nrightarrow$

Вывод: Нитрат бария реагирует с серной кислотой, но не реагирует с гидроксидом калия.

Проанализировав все варианты, мы видим, что единственное вещество, которое взаимодействует и с гидроксидом калия, и с серной кислотой, — это алюминий, благодаря своим амфотерным свойствам.

Ответ: 1