Страница 71 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

Проведите мысленный эксперимент. Даны два металла — кадмий и ртуть. Сначала на них подействовали раствором серной кислоты, а затем в раствор сульфата кадмия внесли капельку ртути, а в раствор сульфата ртути — гранулу кадмия. Предскажите результаты опытов. Запишите уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной форме.

Дано

Металлы: кадмий ($Cd$), ртуть ($Hg$).

Реагенты: раствор серной кислоты ($H_2SO_4$), раствор сульфата кадмия ($CdSO_4$), раствор сульфата ртути ($HgSO_4$).

Найти

Предсказать результаты опытов и записать уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной форме.

Решение

Для предсказания результатов химических реакций необходимо использовать ряд активности металлов (электрохимический ряд напряжений). В ряду активности металлов кадмий ($Cd$) находится до водорода, а ртуть ($Hg$) — после водорода. Также кадмий находится значительно левее ртути, что означает, что кадмий является более активным металлом, чем ртуть.

Реакция металлов с раствором серной кислоты

Кадмий ($Cd$) находится в ряду активности металлов до водорода, поэтому он будет вытеснять водород из разбавленных кислот, таких как серная кислота.

Молекулярное уравнение: $Cd(s) + H_2SO_4(aq) \rightarrow CdSO_4(aq) + H_2(g)$

Ионное уравнение: $Cd(s) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow Cd^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) + H_2(g)$

Сокращенное ионное уравнение: $Cd(s) + 2H^+(aq) \rightarrow Cd^{2+}(aq) + H_2(g)$

Наблюдаемый результат: Происходит выделение пузырьков газа (водорода), и твердый кадмий постепенно растворяется, образуя бесцветный раствор сульфата кадмия.

Ртуть ($Hg$) находится в ряду активности металлов после водорода, поэтому она не будет реагировать с разбавленной серной кислотой.

Наблюдаемый результат: Реакции не происходит, ртуть остается без изменений.

Внесение капельки ртути в раствор сульфата кадмия

Ртуть ($Hg$) является менее активным металлом, чем кадмий ($Cd$). Согласно ряду активности металлов, менее активный металл не может вытеснить более активный металл из раствора его соли.

Наблюдаемый результат: Реакции не происходит, капелька ртути остается без изменений, раствор сульфата кадмия не меняется.

Внесение гранулы кадмия в раствор сульфата ртути

Кадмий ($Cd$) является более активным металлом, чем ртуть ($Hg$). Согласно ряду активности металлов, более активный металл может вытеснить менее активный металл из раствора его соли.

Молекулярное уравнение: $Cd(s) + HgSO_4(aq) \rightarrow CdSO_4(aq) + Hg(l)$

Ионное уравнение: $Cd(s) + Hg^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow Cd^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) + Hg(l)$

Сокращенное ионное уравнение: $Cd(s) + Hg^{2+}(aq) \rightarrow Cd^{2+}(aq) + Hg(l)$

Наблюдаемый результат: Гранула кадмия постепенно покрывается слоем жидкой ртути, а раствор сульфата ртути превращается в бесцветный раствор сульфата кадмия.