Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §46

Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов

Стр. 173

Вопросы

1. Какие ионы называют гидратированными?

Гидратированными называют ионы, которые окружены молекулами воды. Это происходит при растворении вещества в воде: ион притягивает молекулы воды, образуя устойчивую систему, например (Na⁺·nH₂O), (Cl⁻·nH₂O) и особенно (H⁺·nH₂O), где чаще всего H⁺ существует в виде иона гидроксония (H₃O⁺). Такие ионы более устойчивы в растворе и участвуют в химических реакциях в гидратированной форме.

2. Как с помощью ряда активности металлов определить, будет ли металл вытеснять водород из кислот?

Чтобы определить, вытеснит ли металл водород из кислоты, нужно сравнить его положение в ряду активности (напряжений) металлов с положением водорода. Если металл находится левее водорода в этом ряду, он более активен и сможет вытеснить водород из разбавленной кислоты (например, HCl или H₂SO₄), при этом выделяется газ H₂. Если металл находится правее водорода, то он не сможет вытеснить водород, и реакции не произойдёт. Например:

(Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑) — реакция идёт,

а (Cu + HCl) — реакции нет.

Стр. 174

Лабораторный опыт

1. 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?

1. В первой пробирке: медь вытесняет серебро из раствора, образуются нитрат меди(II) и осадок серебра.

2. Во второй пробирке: железо вытесняет медь из раствора, образуются сульфат железа(II) и осадок меди.

3. Какие вещества образуются в каждой пробирке?

Какая закономерность проявляется в этих процессах?

Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. Эта закономерность соответствует положениям металлов в электрохимическом ряду напряжений.

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

1) Медь + нитрат серебра:

Молекулярное уравнение:

(Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag)

Полное ионное уравнение:

(Cu⁰ + 2Ag⁺ + 2NO₃⁻ → Cu²⁺ + 2NO₃⁻ + 2Ag⁰)

Сокращённое ионное уравнение:

(Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag)

2) Железо + сульфат меди(II):

Молекулярное уравнение:

(Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu)

Полное ионное уравнение:

(Fe⁰ + Cu²⁺ + SO₄²⁻ → Fe²⁺ + SO₄²⁻ + Cu⁰)

Сокращённое ионное уравнение:

(Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu)

3) Медь + нитрат алюминия:

Реакции нет, так как медь — менее активный металл, чем алюминий.

Стр. 178

Подумай, ответь, выполни

1. На основе представлений о строении атомов поясните, чем металлы по химическим свойствам отличаются от неметаллов.

Металлы на внешнем энергетическом уровне содержат от одного до трёх электронов, которые они легко отдают в химических реакциях. Благодаря этому они превращаются в положительно заряженные ионы (катионы) и проявляют восстановительные свойства. Неметаллы, напротив, имеют на внешнем уровне больше электронов (обычно от четырёх до семи), и поэтому они стремятся присоединить недостающие электроны, проявляя окислительные свойства. Это объясняет принципиальное различие в химическом поведении этих двух классов веществ.

2. Начертите в тетради предлагаемую таблицу. В соответствующих графах напишите уравнения практических осуществимых реакций; укажите условия их протекания (см. табл. 32). Результаты работы обсудите с соседом по парте.

3. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида калия, необходимого для растворения 8,4 г кремния.

Уравнение реакции:

(Si + 2KOH + H₂O → K₂SiO₃ + 2H₂↑)

По уравнению видно, что 1 моль Si (28 г) реагирует с 2 моль KOH (2 × 56 = 112 г).

Составим пропорцию:

28 г Si → 112 г KOH

8,4 г Si → x г KOH

x = (8,4 × 112) / 28 = 33,6 г KOH

Теперь найдём массу раствора по формуле:

ω(KOH) = m(KOH) / m(р-ра)

0,20 = 33,6 / m(р-ра)

m(р-ра) = 33,6 / 0,20 = 168 г

Ответ: необходимо 168 г 20%-ного раствора KOH.

4. Два друга, Петя и Вова, спорили о том, чем следует покрывать железную кровлю для защиты от коррозии. Петя предлагал медь, а Вова предлагал использовать цинк. Кто из друзей прав? Дайте обоснованный ответ.

Прав Вова. Цинк находится в электрохимическом ряду напряжений левее железа и способен защищать его от коррозии как более активный металл. Он будет «жертвенным анодом», корродируя вместо железа. Медь же находится правее железа, и при контакте с ней железо будет корродировать быстрее. Поэтому покрытие кровли цинком — эффективный и правильный способ защиты от коррозии.