Страница 117 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Запишите уравнения возможных реакций между магнием и следующими реагентами:

Оксид кремния(IV)

Оксид кальция

Оксид углерода(IV)

Хлорид кальция

Хлорид меди(II)

Кремниевая кислота

Соляная кислота

оксид кремния(IV)
Магний является очень активным металлом, способным при высокой температуре восстанавливать кремний из его оксида. Эта реакция относится к типу металлотермии (магнийтермия) и используется для получения чистого кремния.
Уравнение реакции: $2Mg + SiO_2 \xrightarrow{t} 2MgO + Si$
Ответ: Реакция возможна: $2Mg + SiO_2 \xrightarrow{t} 2MgO + Si$.

оксид кальция
Магний (Mg) находится в ряду активности металлов правее кальция (Ca). Это означает, что магний является менее активным металлом, чем кальций, и не может вытеснить его из оксида.
Ответ: Реакция невозможна.

оксид углерода(IV)
Активность магния настолько велика, что он может гореть в атмосфере углекислого газа ($CO_2$). В ходе реакции магний восстанавливает углерод до простого вещества (сажи) и окисляется до оксида магния.
Уравнение реакции: $2Mg + CO_2 \xrightarrow{t} 2MgO + C$
Ответ: Реакция возможна: $2Mg + CO_2 \xrightarrow{t} 2MgO + C$.

хлорид кальция
Так как магний менее активен, чем кальций, он не способен вытеснить кальций из его солей, в том числе из хлорида кальция ($CaCl_2$).
Ответ: Реакция невозможна.

хлорид меди(II)
Магний стоит в ряду активности металлов значительно левее меди (Cu), что указывает на его большую химическую активность. Поэтому магний вытесняет медь из раствора ее соли.
Уравнение реакции: $Mg + CuCl_2 \rightarrow MgCl_2 + Cu$
Ответ: Реакция возможна: $Mg + CuCl_2 \rightarrow MgCl_2 + Cu$.

кремниевая кислота
Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) — это очень слабая, нерастворимая в воде кислота. Несмотря на то, что магний — активный металл, способный реагировать с кислотами, реакция с практически недиссоциирующей и нерастворимой кремниевой кислотой в обычных условиях не протекает.
Ответ: Реакция невозможна.

соляная кислота
Магний — активный металл, стоящий в ряду активности до водорода. Он легко реагирует с сильными кислотами, такой как соляная кислота ($HCl$), с образованием соли (хлорида магния) и выделением газообразного водорода.
Уравнение реакции: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$
Ответ: Реакция возможна: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$.

4. В соляной кислоте растворили 36 г алюминиевой бронзы (сплав алюминия и меди). При этом выделилось 2,24 л водорода (н. у.). Определите массовую долю алюминия в исходном сплаве.

Дано:

Решение:

Дано:

m(сплава) = 36 г
V(H₂) = 2,24 л (н.у.)

Найти:

ω(Al) - ?

Решение:

Алюминиевая бронза – это сплав алюминия (Al) и меди (Cu). При реакции с соляной кислотой (HCl) только алюминий, как более активный металл (стоящий в ряду активности металлов до водорода), будет вступать в реакцию. Медь с соляной кислотой не реагирует, так как находится в ряду активности после водорода.

Уравнение реакции алюминия с соляной кислотой:
$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

Медь не реагирует:
$Cu + HCl \rightarrow реакция \ не \ идет$

1. Найдем количество вещества (моль) выделившегося водорода. Поскольку объем дан при нормальных условиях (н.у.), используем молярный объем газов $V_m = 22,4$ л/моль.
$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции найдем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию. Из стехиометрических коэффициентов видно, что из 2 моль алюминия образуется 3 моль водорода.
$\frac{n(Al)}{2} = \frac{n(H_2)}{3}$
$n(Al) = \frac{2}{3} \cdot n(H_2) = \frac{2}{3} \cdot 0,1 \text{ моль} = \frac{0,2}{3} \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу алюминия, используя его молярную массу M(Al) ≈ 27 г/моль.
$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al) = \frac{0,2}{3} \text{ моль} \cdot 27 \text{ г/моль} = 0,2 \cdot 9 \text{ г} = 1,8 \text{ г}$

4. Определим массовую долю алюминия в исходном сплаве.
$\omega(Al) = \frac{m(Al)}{m(\text{сплава})} \cdot 100\%$
$\omega(Al) = \frac{1,8 \text{ г}}{36 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,05 \cdot 100\% = 5\%$

Ответ: массовая доля алюминия в исходном сплаве составляет 5%.