Лабораторный опыт, страница 145 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 41. Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Вопросы в начале параграфа - страница 145.

Условие.

Лабораторный опыт. Взаимодействие металлов с растворами солей

В первую пробирку налейте 2—3 мл раствора нитрата серебра(I), во вторую — 2—3 мл раствора сульфата меди(II), а в третью — столько же раствора нитрата алюминия. В первую пробирку положите тонкую медную проволоку, во вторую — стружки железа, а в третью — медные стружки.

● Какие вещества образуются в каждой пробирке?

● Какая закономерность проявляется в этих процессах?

● Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде.

Решение.

Решение 2.

Решение

В основе данного лабораторного опыта лежит электрохимический ряд активности металлов. Этот ряд показывает сравнительную активность металлов в окислительно-восстановительных реакциях в водных растворах. Более активный металл (стоящий левее в ряду) способен вытеснять менее активный металл (стоящий правее) из раствора его соли.

Расположение металлов, участвующих в опыте, в ряду активности: $Al > Fe > Cu > Ag$.

Какие вещества образуются в каждой пробирке?

• В первой пробирке (раствор нитрата серебра(I) и медная проволока): Медь ($Cu$) является более активным металлом, чем серебро ($Ag$). Поэтому медь вытесняет серебро из раствора соли. В результате реакции образуются металлическое серебро ($Ag$), которое оседает на проволоке в виде серого налета, и раствор нитрата меди(II) ($Cu(NO_3)_2$), который придает раствору голубой оттенок.
• Во второй пробирке (раствор сульфата меди(II) и стружки железа): Железо ($Fe$) более активно, чем медь ($Cu$). Поэтому железо вытесняет медь из раствора ее соли. В результате образуются металлическая медь ($Cu$), которая оседает на стружках железа в виде красноватого налета, и раствор сульфата железа(II) ($FeSO_4$), который обычно имеет бледно-зеленый цвет.
• В третьей пробирке (раствор нитрата алюминия и медные стружки): Медь ($Cu$) является менее активным металлом, чем алюминий ($Al$). Поэтому медь не может вытеснить алюминий из раствора его соли. Реакция не происходит, и новых веществ не образуется.

Ответ: В первой пробирке – металлическое серебро и нитрат меди(II). Во второй пробирке – металлическая медь и сульфат железа(II). В третьей пробирке новых веществ не образуется.

Какая закономерность проявляется в этих процессах?

Проявляется закономерность, описываемая рядом активности металлов: более активные металлы вытесняют менее активные металлы из растворов их солей. В данном опыте мы видим, что железо активнее меди ($Fe > Cu$), а медь активнее серебра ($Cu > Ag$), поэтому соответствующие реакции замещения идут. Алюминий активнее меди ($Al > Cu$), поэтому обратная реакция (медь вытесняет алюминий) невозможна.

Ответ:Закономерность заключается в том, что более активный металл вытесняет менее активный металл из раствора его соли в соответствии с их положением в электрохимическом ряду активности металлов.

Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде.

Реакция в первой пробирке:

Молекулярное уравнение:$Cu_{(тв)} + 2AgNO_{3 (р-р)} \rightarrow Cu(NO_3)_{2 (р-р)} + 2Ag_{(тв)}\downarrow$

Полное ионное уравнение:$Cu^0 + 2Ag^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^- + 2Ag^0\downarrow$

Сокращённое ионное уравнение:$Cu^0 + 2Ag^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2Ag^0\downarrow$

Реакция во второй пробирке:

Молекулярное уравнение:$Fe_{(тв)} + CuSO_{4 (р-р)} \rightarrow FeSO_{4 (р-р)} + Cu_{(тв)}\downarrow$

Полное ионное уравнение:$Fe^0 + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Cu^0\downarrow$

Сокращённое ионное уравнение:$Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0\downarrow$

Реакция в третьей пробирке:

$Cu_{(тв)} + Al(NO_3)_{3 (р-р)} \rightarrow$ реакция не идет.

Ответ:

1. $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag$; $Cu^0 + 2Ag^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2Ag^0$

2. $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$; $Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0$

3. Реакция не идет.