Какой металл может быть вытеснен ионизированным атомом железа из раствора своей соли в ходе реакции замещения? Варианты ответа:
- Нитрат бария.
- Хлорид алюминия.
- Сульфат меди.
- Иодид цинка.
ПОИСК РЕШЕНИЯ
1. Реакции вытеснения более активным металлом менее активных металлов из растворов их солей относятся к большой группе реакций замещения в неорганической химии. Важным условием протекания реакций замещения является растворимость той соли, из которой требуется вытеснить катион малоактивного металла. Иными словами, важным фактором, определяющим практическую осуществимость реакции замещения, является доступность (диспергированность) анионов для атаки вновь введенными катионами активного металла.
2. Железо – металл достаточно активный (смотри электрохимический ряд активности металлов), в воде катион железа существует в относительно гидратированном состоянии, многие соли железа растворимы в воде. Обратите внимание, что соли с железом в степени окисления +3 оказываются лучше растворимыми по сравнению с солями железа в степени окисления +2.
3. Помните ли вы, что такое ряд активности? Кстати, эту информацию разрешается легально использовать на всех экзаменах по химии и химических олимпиадах. Электрохимический ряд активности металлов (он также известен как ряд напряжений) характеризует сравнительную активность металлов в окислительно-восстановительных реакциях в водных растворах.
4. Решим предложенную задачу посредством исследования электрохимического ряда активностей металлов:
Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Cr→Zn→Fe→Cd→Co→
Ni→Sn→Pb→H→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au.
Железо находится примерно в середине приведенного ряда. Вы можете найти значительное число металлов, способных вытеснить железо из его солей. Точно так же существует предостаточно металлов, которые, наоборот, способны быть вытесненными железом, т.е. менее активные металлы. Реакции замещения металла металлом являются важным инструментом неорганического синтеза и играют существенную роль в химической технологии крупномасштабных современных производств. В задачах данного типа неважно, какой анион входит в состав исходной соли. Принципиально важной является только растворимость соли в воде. Поэтому мы анализируем только активность катионов. Барий и алюминий – однозначно более активные металлы, чем железо. Это видно даже из их положения в Периодической таблице. Из солей бария и алюминия железо не в состоянии вытеснять катион ни при каких условиях. В то же время совершенно очевидно, что медь – классический пример металла, который не окисляется соляной кислотой – менее активна, чем железо, а значит, легко вытесняется из своего сульфата и осаждается на дно пробирки в виде простого вещества меди. Таким образом, правильный ответ найден из общих химических соображений даже без привлечения электрохимического ряда активностей. А вот вытесняет ли железо цинк химику заключить более сложно, поскольку оба металла представляют побочные подгруппы и похожим образом ведут себя в растворах. Действительно, согласно ряду активностей металлов, цинк лишь на одну позицию опережает железо. Таким образом, железо не в состоянии вытеснить цинк из иодида цинка.
Верный ответ: вариант 3.
Ярлыки: егэ, ион, металл, осадок, раствор, химия
