Номер 2, страница 148 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 41. Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Подумай, ответь, выполни... - номер 2, страница 148.

Условие.

2. Начертите в тетради предлагаемую таблицу. В соответствующих графах напишите уравнения практически осуществимых реакций; укажите условия их протекания (см. табл. 28). Результаты работы обсудите с соседом по парте.

Реагирующие вещества

Уравнения практически осуществимых реакций с металлами

Na

Ca

Zn

Cu

Ag

$O_2$

$H_2O$

$Pb(NO_3)_2$ (в растворе)

$HCl$

$H_2SO_4$

Решение.

Решение 2.

Для определения возможности протекания реакций будем использовать ряд активности металлов: Na, Ca - очень активные металлы, стоят в начале ряда; Zn - металл средней активности, стоит до водорода; Cu, Ag - малоактивные металлы, стоят после водорода.

O₂

Активные и средней активности металлы окисляются кислородом, как правило, при нагревании. Малоактивные металлы (серебро, золото, платина) с кислородом не реагируют.

• Na: Натрий легко окисляется на воздухе. При горении образует пероксид, но в рамках школьного курса чаще записывают реакцию образования оксида.

  Уравнение: $4Na + O_2 \xrightarrow{t} 2Na_2O$

  Условия: Небольшое нагревание.

• Ca: Кальций реагирует с кислородом при нагревании с образованием оксида.

  Уравнение: $2Ca + O_2 \xrightarrow{t} 2CaO$

  Условия: Нагревание.

• Zn: Цинк сгорает в кислороде при сильном нагревании.

  Уравнение: $2Zn + O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO$

  Условия: Сильное нагревание (прокаливание).

• Cu: Медь окисляется при нагревании на воздухе.

  Уравнение: $2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

  Условия: Нагревание (400-500°C).

• Ag: Серебро — благородный металл, с кислородом не реагирует.

  Реакция практически не осуществима.

Ответ: Na, Ca, Zn, Cu реагируют с кислородом при нагревании. Ag не реагирует.

H₂O

Активные металлы (стоящие до Mg в ряду активности) реагируют с водой при обычных условиях. Металлы средней активности (от Mg до H) реагируют с водой при нагревании (с водяным паром). Металлы после H не реагируют.

• Na: Натрий бурно реагирует с водой с образованием щелочи и выделением водорода.

  Уравнение: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия (реакция протекает со взрывом).

• Ca: Кальций активно реагирует с водой, но менее бурно, чем натрий.

  Уравнение: $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Zn: Цинк реагирует только с водяным паром при высокой температуре.

  Уравнение: $Zn + H_2O \xrightarrow{t} ZnO + H_2 \uparrow$

  Условия: Высокая температура (раскаленный цинк).

• Cu: Медь стоит в ряду активности после водорода и не реагирует с водой.

  Реакция практически не осуществима.

• Ag: Серебро стоит в ряду активности после водорода и не реагирует с водой.

  Реакция практически не осуществима.

Ответ: Na, Ca реагируют с водой при обычных условиях, Zn - при нагревании. Cu и Ag не реагируют.

Pb(NO₃)₂ (в растворе)

Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей. Однако очень активные металлы (Na, Ca) в первую очередь будут реагировать с водой, а не с солью.

• Na: Натрий слишком активен и будет реагировать с водой в растворе. Прямого вытеснения свинца не произойдет.

  Первичная реакция: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$. Затем гидроксид натрия может прореагировать с нитратом свинца: $2NaOH + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Pb(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$.

  Реакция вытеснения практически не осуществима.

• Ca: Аналогично натрию, кальций будет реагировать с водой.

  Первичная реакция: $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$. Затем: $Ca(OH)_2 + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Pb(OH)_2 \downarrow + Ca(NO_3)_2$.

  Реакция вытеснения практически не осуществима.

• Zn: Цинк активнее свинца и вытесняет его из раствора соли.

  Уравнение: $Zn + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Pb \downarrow$

  Условия: Обычные условия.

• Cu: Медь менее активна, чем свинец.

  Реакция практически не осуществима.

• Ag: Серебро менее активно, чем свинец.

  Реакция практически не осуществима.

Ответ: Только Zn вытесняет свинец из раствора его соли. Na и Ca реагируют с водой. Cu и Ag не реагируют, так как менее активны.

HCl

Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов кислот (кроме азотной и концентрированной серной). Металлы после водорода не реагируют.

• Na: Натрий бурно реагирует с соляной кислотой.

  Уравнение: $2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Ca: Кальций активно реагирует с соляной кислотой.

  Уравнение: $Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Zn: Цинк реагирует с соляной кислотой.

  Уравнение: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Cu: Медь стоит после водорода.

  Реакция практически не осуществима.

• Ag: Серебро стоит после водорода.

  Реакция практически не осуществима.

Ответ: Na, Ca, Zn реагируют с HCl. Cu и Ag не реагируют.

H₂SO₄

Свойства серной кислоты сильно зависят от ее концентрации. Предполагается, что имеется в виду разбавленная серная кислота, которая ведет себя как обычная кислота.

• Na: Натрий бурно реагирует с разбавленной серной кислотой.

  Уравнение: $2Na + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Ca: Кальций реагирует с разбавленной серной кислотой, но реакция быстро замедляется, так как образующийся сульфат кальция $CaSO_4$ малорастворим и покрывает поверхность металла.

  Уравнение: $Ca + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 \downarrow + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Zn: Цинк реагирует с разбавленной серной кислотой.

  Уравнение: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

  Условия: Обычные условия.

• Cu: Медь стоит после водорода и с разбавленной серной кислотой не реагирует.

  Реакция практически не осуществима. (Однако медь реагирует с концентрированной $H_2SO_4$ при нагревании: $Cu + 2H_2SO_{4(конц.)} \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$).

• Ag: Серебро стоит после водорода и с разбавленной серной кислотой не реагирует.

  Реакция практически не осуществима. (Однако серебро реагирует с концентрированной $H_2SO_4$ при нагревании: $2Ag + 2H_2SO_{4(конц.)} \xrightarrow{t} Ag_2SO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$).

Ответ: С разбавленной $H_2SO_4$ реагируют Na, Ca, Zn. Не реагируют Cu и Ag.