Номер 4, страница 274 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

4. Почему нельзя готовить раствор медного купороса в железном ведре?

Готовить раствор медного купороса (сульфата меди(II), $CuSO_4$) в железном ведре нельзя, потому что железо ($Fe$) вступает в химическую реакцию с сульфатом меди.

Это происходит из-за разной химической активности металлов. В электрохимическом ряду напряжений металлов железо находится левее меди, что означает, что железо является более активным металлом. Согласно этому правилу, более активные металлы способны вытеснять менее активные металлы из растворов их солей.

Происходит реакция замещения: атомы железа с поверхности ведра окисляются (отдают электроны) и переходят в раствор в виде ионов железа($II$), образуя сульфат железа($II$) ($FeSO_4$). Ионы меди($II$) ($Cu^{2+}$) из раствора, наоборот, восстанавливаются (принимают электроны), превращаясь в металлическую медь ($Cu$), которая оседает на внутренней поверхности ведра в виде рыхлого красно-коричневого налета.

Уравнение этой химической реакции:

$Fe(тв) + CuSO_4(р-р) \rightarrow FeSO_4(р-р) + Cu(тв)$

В результате этого процесса происходят два негативных явления:

Разрушение ведра. Стенки железного ведра будут постепенно растворяться (корродировать), что приведет к его порче и появлению протечек.

Порча раствора. Исходный раствор медного купороса, имеющий голубой цвет, превратится в раствор сульфата железа($II$), который имеет бледно-зеленую окраску. Таким образом, раствор будет испорчен, его концентрация и химический состав изменятся, и он станет непригодным для использования по назначению.

Ответ: Нельзя готовить раствор медного купороса в железном ведре, так как железо, будучи более активным металлом, вступает в химическую реакцию с сульфатом меди, вытесняя медь из раствора. Это приводит к разрушению железного ведра и порче (загрязнению) самого раствора.