Номер 8, страница 243 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. Укажите, как изменится масса цинковой пластинки (увеличится, уменьшится, не изменится) при погружении её на небольшое время в раствор:

1) серной кислоты;

2) гидроксида натрия;

3) сульфата магния;

4) сульфата меди$(II)$;

5) нитрата серебра$(I)$.

Решение

Для того чтобы определить, как изменится масса цинковой пластинки, необходимо проанализировать возможность протекания химических реакций между цинком и веществами в растворах. Изменение массы зависит от того, будет ли цинк растворяться, и будет ли на его поверхности осаждаться другое вещество. Для анализа мы будем использовать ряд активности металлов и знание химических свойств цинка.

1) серной кислоты

Цинк ($Zn$) — металл, стоящий в ряду активности до водорода ($H$), поэтому он будет вступать в реакцию с серной кислотой с вытеснением водорода. Уравнение реакции:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

В ходе реакции твердый цинк с пластинки переходит в раствор в виде ионов $Zn^{2+}$, а газообразный водород улетучивается. Следовательно, масса пластинки будет уменьшаться.

Ответ: уменьшится.

2) гидроксида натрия

Цинк является амфотерным металлом, то есть он способен реагировать не только с кислотами, но и с растворами щелочей. Реакция с гидроксидом натрия приводит к растворению цинка.

$Zn + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2 \uparrow$

В результате реакции цинк растворяется с образованием растворимого комплексного соединения (тетрагидроксоцинката натрия) и выделением водорода. Масса пластинки уменьшается.

Ответ: уменьшится.

3) сульфата магния

Для определения возможности реакции сравним активность металлов: цинка ($Zn$) и магния ($Mg$). В ряду активности металлов магний стоит левее цинка, то есть является более активным металлом. Менее активный металл не может вытеснить более активный из раствора его соли.

$Zn + MgSO_4 \rightarrow \text{реакция не протекает}$

Поскольку реакция не идет, масса цинковой пластинки не изменится.

Ответ: не изменится.

4) сульфата меди(II)

Цинк ($Zn$) в ряду активности металлов стоит левее меди ($Cu$), поэтому он является более активным металлом и будет вытеснять медь из раствора ее соли.

$Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu \downarrow$

В этой реакции на каждый 1 моль растворившегося цинка на пластинке осаждается 1 моль меди. Сравним их молярные массы: молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65$ г/моль, а молярная масса меди $M(Cu) \approx 64$ г/моль. Так как масса ушедшего в раствор цинка больше массы осевшей на пластинке меди ($M(Zn) > M(Cu)$), общая масса пластинки будет уменьшаться.

Ответ: уменьшится.

5) нитрата серебра(I)

Цинк ($Zn$) намного активнее серебра ($Ag$) и вытесняет его из раствора соли.

$Zn + 2AgNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2Ag \downarrow$

Согласно уравнению реакции, на каждый 1 моль растворившегося цинка осаждается 2 моль серебра. Сравним массы: масса 1 моля цинка составляет $M(Zn) \approx 65$ г, а масса 2 молей серебра составляет $2 \cdot M(Ag) \approx 2 \cdot 108 \text{ г} = 216$ г. Масса осевшего на пластинке серебра значительно превышает массу растворившегося цинка. Следовательно, масса пластинки будет увеличиваться.

Ответ: увеличится.