Номер 3, страница 101 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

3. В растворе содержатся нитраты натрия, кальция, меди(II) и серебра. В этот раствор добавляли цинк до завершения возможных реакций. Какие вещества содержатся в образовавшемся растворе? Обоснуйте свой ответ.

Решение

Для определения того, какие реакции будут протекать, необходимо сравнить химическую активность металлов, входящих в состав солей, с активностью цинка. Для этого используется электрохимический ряд активности металлов. В этом ряду металл, стоящий левее, является более активным и способен вытеснять металлы, стоящие правее, из растворов их солей.

Рассмотрим положение металлов из задачи (натрий, кальций, медь, серебро) и цинка в ряду активности:
$K \rightarrow Ca \rightarrow Na \rightarrow Mg \rightarrow Al \rightarrow Zn \rightarrow Fe \rightarrow ... \rightarrow H \rightarrow Cu \rightarrow Ag \rightarrow Pt \rightarrow Au$

Из ряда видно, что натрий ($Na$) и кальций ($Ca$) являются более активными металлами, чем цинк ($Zn$). Это означает, что цинк не сможет вытеснить их из растворов солей. Реакции между цинком и нитратом натрия ($NaNO_3$), а также между цинком и нитратом кальция ($Ca(NO_3)_2$) не протекают. Эти соли останутся в растворе в неизменном виде.

Медь ($Cu$) и серебро ($Ag$) стоят в ряду активности правее цинка, то есть являются менее активными металлами. Следовательно, цинк будет вытеснять их из растворов солей. Поскольку цинк добавляли до завершения всех возможных реакций, весь нитрат серебра ($AgNO_3$) и нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) прореагируют полностью.

Протекают следующие реакции замещения:
$Zn + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2Ag\downarrow$
$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu\downarrow$

В результате этих реакций образуется растворимая соль – нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$), а также нерастворимые в воде металлы – серебро ($Ag$) и медь ($Cu$), которые выпадают в осадок и, следовательно, не являются частью раствора.

Таким образом, после завершения всех реакций в итоговом растворе будут находиться:

• нитрат натрия ($NaNO_3$) – не вступил в реакцию;
• нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$) – не вступил в реакцию;
• нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$) – продукт реакции;
• вода ($H_2O$) – растворитель.

Ответ: В образовавшемся растворе содержатся нитрат натрия ($NaNO_3$), нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$), нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$) и вода ($H_2O$).