Дополнительное задание, страница 49 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

С какими из перечисленных ниже металлов будет взаимодействовать разбавленная серная кислота: цинк, золото, медь, свинец, железо, натрий, алюминий, серебро, никель? Напишите уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной форме.

Дано

Перечень металлов: цинк (Zn), золото (Au), медь (Cu), свинец (Pb), железо (Fe), натрий (Na), алюминий (Al), серебро (Ag), никель (Ni).

Реагент: разбавленная серная кислота ($H_2SO_4$).

Найти:

Металлы, взаимодействующие с разбавленной серной кислотой, и уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной форме.

Решение

Взаимодействие металлов с разбавленными кислотами (неокислителями) происходит, если металл находится в ряду активности металлов до водорода. В таком случае металл вытесняет водород из кислоты. Золото (Au), медь (Cu) и серебро (Ag) расположены в ряду активности после водорода и не взаимодействуют с разбавленной серной кислотой.

С разбавленной серной кислотой будут взаимодействовать следующие металлы: цинк, свинец, железо, натрий, алюминий, никель. Ниже приведены уравнения этих реакций в молекулярной и ионной форме.

Реакция с цинком

Молекулярная форма: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

Ионная форма: $Zn + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Zn^{2+} + SO_4^{2-} + H_2 \uparrow$

Краткая ионная форма: $Zn + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2 \uparrow$

Ответ:

Реакция со свинцом

Молекулярная форма: $Pb + H_2SO_4 \rightarrow PbSO_4 \downarrow + H_2 \uparrow$

Ионная форма: $Pb + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow PbSO_4 \downarrow + H_2 \uparrow$

Примечание: образующийся сульфат свинца($II$) является малорастворимым соединением. Он покрывает поверхность свинца, что может замедлить или полностью остановить реакцию (явление пассивации).

Ответ:

Реакция с железом

Молекулярная форма: $Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Ионная форма: $Fe + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2 \uparrow$

Краткая ионная форма: $Fe + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2 \uparrow$

Ответ:

Реакция с натрием

Молекулярная форма: $2Na + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2 \uparrow$

Ионная форма: $2Na + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + H_2 \uparrow$

Краткая ионная форма: $2Na + 2H^+ \rightarrow 2Na^+ + H_2 \uparrow$

Примечание: натрий является очень активным металлом, его реакция с кислотами протекает чрезвычайно бурно, с выделением большого количества тепла и водорода, что может привести к взрыву.

Ответ:

Реакция с алюминием

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

Ионная форма: $2Al + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} + 3H_2 \uparrow$

Краткая ионная форма: $2Al + 6H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 3H_2 \uparrow$

Примечание: на поверхности алюминия обычно присутствует прочная оксидная пленка ($Al_2O_3$), которая препятствует его немедленному взаимодействию с кислотами. Однако после ее разрушения (например, при нагревании или механической обработке), алюминий активно реагирует.

Ответ:

Реакция с никелем

Молекулярная форма: $Ni + H_2SO_4 \rightarrow NiSO_4 + H_2 \uparrow$

Ионная форма: $Ni + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Ni^{2+} + SO_4^{2-} + H_2 \uparrow$

Краткая ионная форма: $Ni + 2H^+ \rightarrow Ni^{2+} + H_2 \uparrow$

Ответ:

Металлы, которые не будут взаимодействовать с разбавленной серной кислотой: золото (Au), медь (Cu), серебро (Ag).