Номер 1297, страница 200 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1297. Укажите металлы, которые могут окисляться катионами $Ni^{2+}$; Zn, Ag, Mg, Fe, Au. Составьте ионно-молекулярные уравнения протекающих реакций.

Решение

Укажите металлы, которые могут окисляться катионами никеля(II)

Способность металла окисляться катионами другого металла определяется их относительной активностью, которую можно сравнить по электрохимическому ряду напряжений металлов. Металл будет вступать в реакцию замещения (то есть окисляться), если он стоит в ряду напряжений левее (является более активным), чем металл, образующий катион-окислитель. Это означает, что его стандартный электродный потенциал ($E^\circ$) должен быть ниже (более отрицательным).

Стандартный электродный потенциал для пары $Ni^{2+}/Ni$ равен $E^\circ(Ni^{2+}/Ni) = -0,25$ В. Реакция пойдет для тех металлов из списка, чей потенциал меньше $-0,25$ В.

Сравним потенциалы:

- Mg: $E^\circ(Mg^{2+}/Mg) = -2,37$ В. Так как $-2,37 < -0,25$, магний будет окисляться.

- Zn: $E^\circ(Zn^{2+}/Zn) = -0,76$ В. Так как $-0,76 < -0,25$, цинк будет окисляться.

- Fe: $E^\circ(Fe^{2+}/Fe) = -0,44$ В. Так как $-0,44 < -0,25$, железо будет окисляться.

- Ag: $E^\circ(Ag^{+}/Ag) = +0,80$ В. Так как $+0,80 > -0,25$, серебро окисляться не будет.

- Au: $E^\circ(Au^{3+}/Au) = +1,50$ В. Так как $+1,50 > -0,25$, золото окисляться не будет.

Таким образом, катионами никеля(II) могут окисляться: Mg, Zn, Fe.

Составьте ионно-молекулярные уравнения протекающих реакций

В данных реакциях более активный металл (Mg, Zn, Fe) выступает как восстановитель, окисляясь до своего катиона, а катион никеля(II) выступает как окислитель, восстанавливаясь до металлического никеля.

Для магния (Mg):

$Mg + Ni^{2+} \rightarrow Mg^{2+} + Ni$

Для цинка (Zn):

$Zn + Ni^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Ni$

Для железа (Fe):

$Fe + Ni^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Ni$

Ответ: Металлы, которые могут окисляться катионами никеля(II): Mg, Zn, Fe. Ионно-молекулярные уравнения реакций:

$Mg + Ni^{2+} \rightarrow Mg^{2+} + Ni$

$Zn + Ni^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Ni$

$Fe + Ni^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Ni$