лабораторный опыт 10, страница 94 - гдз по химии 11 класс тетрадь для практических работ Сечко

Сравнение восстановительной активности металлов

На основе приведенных наблюдений и общеизвестных химических свойств металлов, интенсивность выделения водорода в реакциях с разбавленной серной кислотой можно оценить следующим образом:

Магний (Mg): 4 (водород выделяется бурно).

Цинк (Zn): 3 (водород выделяется очень активно).

Железо (Fe): 2 (выделение водорода активное).

Медь (Cu): 0 (водород не выделяется).

Ответ: Mg - 4, Zn - 3, Fe - 2, Cu - 0.

Электрохимический ряд напряжений (активности) металлов

На основе наблюдений, электрохимический ряд напряжений (активности) металлов в порядке убывания их восстановительных свойств (активности) выглядит следующим образом:

Mg > Zn > Fe > H > Cu

Стрелка, показывающая возрастание восстановительных свойств, направлена от менее активных металлов к более активным:

Cu < Fe < Zn < Mg (Возрастание восстановительных свойств атомов металлов)

Ответ: Ряд активности: Mg > Zn > Fe > Cu. Возрастание восстановительных свойств: Cu < Fe < Zn < Mg.

Уравнения возможных химических реакций

Дано:

Металлы: магний ($\text{Mg}$), цинк ($\text{Zn}$), железо ($\text{Fe}$), медь ($\text{Cu}$).

Кислота: разбавленная серная кислота ($\text{H}_2\text{SO}_4$).

Найти:

Сбалансированные уравнения химических реакций, протекающих между металлами и разбавленной серной кислотой, с указанием окислителя и восстановителя.

Решение:

Химические реакции металлов с разбавленной серной кислотой являются окислительно-восстановительными процессами, где металлы выступают восстановителями, а ионы водорода из кислоты – окислителями. Медь не реагирует с разбавленной серной кислотой, так как находится в ряду активности после водорода.

1. Реакция магния с разбавленной серной кислотой:

$\text{Mg}^0 \to \text{Mg}^{+2} + 2e^-$ (восстановитель, окисляется)

$2\text{H}^+ + 2e^- \to \text{H}_2^0$ (окислитель, восстанавливается)

Суммарное уравнение реакции:

$\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{MgSO}_4 + \text{H}_2$

2. Реакция цинка с разбавленной серной кислотой:

$\text{Zn}^0 \to \text{Zn}^{+2} + 2e^-$ (восстановитель, окисляется)

$2\text{H}^+ + 2e^- \to \text{H}_2^0$ (окислитель, восстанавливается)

Суммарное уравнение реакции:

$\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2$

3. Реакция железа с разбавленной серной кислотой:

$\text{Fe}^0 \to \text{Fe}^{+2} + 2e^-$ (восстановитель, окисляется)

$2\text{H}^+ + 2e^- \to \text{H}_2^0$ (окислитель, восстанавливается)

Суммарное уравнение реакции:

$\text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{FeSO}_4 + \text{H}_2$

4. Реакция меди с разбавленной серной кислотой:

Медь находится в ряду активности после водорода и не вытесняет его из разбавленных кислот.

Ответ:

1. $\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{MgSO}_4 + \text{H}_2$

Восстановитель: $\text{Mg}^0$, Окислитель: $\text{H}^+$.

2. $\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2$

Восстановитель: $\text{Zn}^0$, Окислитель: $\text{H}^+$.

3. $\text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{FeSO}_4 + \text{H}_2$

Восстановитель: $\text{Fe}^0$, Окислитель: $\text{H}^+$.

4. $\text{Cu} + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{разб.}) \to \text{реакция не идет}$

Вывод о зависимости активности протекания реакций металлов с кислотами от восстановительных свойств металлов

Активность протекания реакций металлов с разбавленными кислотами прямо пропорциональна их восстановительным свойствам. Чем сильнее выражены восстановительные свойства металла (т.е. чем легче металл отдает электроны), тем активнее он будет реагировать с кислотами, вытесняя водород.

В данном эксперименте магний проявил самые сильные восстановительные свойства и наиболее бурную реакцию, в то время как медь, обладающая наименьшими восстановительными свойствами среди представленных металлов (она находится после водорода в ряду активности), не прореагировала с разбавленной серной кислотой.

Ответ: Активность реакции металла с кислотой напрямую зависит от его восстановительных свойств: чем сильнее восстановительные свойства, тем активнее реакция и интенсивнее выделение водорода.