Железо будет вытеснять металл из раствора

Обновлено: 06.01.2025

Тип урока: изучение нового материала.

  • железо (порошок, пластина, скрепка),
  • сера,
  • соляная кислота,
  • сульфат меди (II),
  • кристаллическая решетка железа,
  • плакаты для игры,
  • магнит,
  • подборка иллюстраций по теме,
  • пробирки,
  • спиртовка,
  • спички,
  • ложка для сжигания горючих веществ,
  • географические карты.

Ход урока

1. Вводная часть

Организационный момент.

Проверка наличия учащихся.

2. Изучение нового материала

– Как вы думаете, как будет звучать тема нашего сегодняшнего урока?

1. Появление железа в человеческой цивилизации положило начало железному веку.

Откуда же древние люди брали железо в то время, когда еще не умели добывать его из руды? Железо в переводе с шумерского языка – это металл, “капнувший с неба, небесный”. Первое железо, с которым столкнулось человечество, было железом из метеоритов. Впервые доказал, что “железные камни падают с неба”, в 1775 г. русский ученый П.С. Палас, который привез в Петербург глыбу самородного железного метеорита весом 600 кг. Самым крупным железным метеоритом является найденный в 1920 г. в Юго-Западной Африке метеорит “Гоба” весом около 60 т. Вспомним гробницу Тутанхамона: золото, золото. Великолепная работа восхищает, блеск слепит глаза. Но вот что пишет К.Керрам в книге “Боги, гробницы, ученые” о маленьком железном амулете Тутанхамона: “Амулет относится к числу наиболее ранних изделий Египта, и …в гробнице, наполненной чуть ли не до отказа золотом, именно эта скромная находка имела наибольшую с точки зрения истории культуры ценность”. Всего несколько железных изделий было найдено в гробнице фараона, среди них железный амулет бога Гора, небольшой кинжальчик с железным клинком и золотой рукояткой, маленькая железная скамеечка “Урс”.

Ученые предполагают, что именно страны Малой Азии, где проживали племена хеттов, были местом возникновения черной металлургии. В Европу железо пришло из Малой Азии уже в I тыс. до н.э.; так в Европе начался железный век.

Знаменитую булатную сталь (или булат) делали на Востоке еще во времена Аристотеля (IV в. до н.э.). Но технология ее изготовления держалась в секрете много веков.

Мне приснилась иная печаль
Про седую дамасскую сталь.
Я увидел, как сталь закалялась,
Как из юных рабов одного
Выбирали, кормили его,
Чтобы плоть его сил набиралась.
Выжидали положенный срок,
А потом раскаленный клинок
В мускулистую плоть погружали,
Вынимали готовый клинок.
Крепче стали, не видел Восток,
Крепче стали и горше печали.

Поскольку булат – это сталь с очень большой твердостью и упругостью, изготовленные из нее изделия обладают способностью не тупиться, будучи остро заточенными. Раскрыл секрет булата русский металлург П.П. Аносов. Он очень медленно охлаждал раскаленную сталь в специальном растворе технического масла, подогретого до определенной температуры; в процессе охлаждения сталь ковалась.

2. Положение железа в ПСХЭМ.

Выясняем положение железа в ПСХЭМ, заряд ядра и распределение электронов в атоме.

3. Физические свойства железа.

– Какие физические свойства железа вы знаете?

Железо – это серебристо-белый металл с температурой плавления 1539 о С. Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах. Ему можно придать большую прочность и твердость методами термического и механического воздействия, например, с помощью закалки и прокатки.

Различают химически чистое и технически чистое железо. Технически чистое железо, по сути, представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0,02 -0,04% углерода, а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше. Химически чистое железо содержит менее 0,01% примесей. Химически чистое железо – серебристо-серый, блестящий, по внешнему виду очень похожий на платину металл. Химически чистое железо устойчиво к коррозии (вспомним, что такое коррозия? Демонстрация коррозионного гвоздя) и хорошо сопротивляется действию кислот. Однако ничтожные доли примесей лишают его этих драгоценный свойств.

4. Химические свойства железа.

Исходя из знаний о химических свойствах металлов, как вы думаете, какими химическими свойствами будет обладать железо?

+2 +3
Взаимодействие с неметаллами
Fe + S= FeS 2Fe +3CL2 = 2FeCL3
С кислотами
Fe + 2HCL= FeCL2 + H2
С солями
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
С водой
3 Fe + 4H2O (пары) = Fe3O4 + 4H2 При температуре 700-900 о С
  • Взаимодействие железа с соляной кислотой.
  • Взаимодействие железа с сульфатом меди (II).

5. Применение железа.

Беседа по вопросам:

– Как выдумаете, каково распространение железа в природе?

Железо – один из самых распространенных элементов в природе. В земной коре его массовая доля составляет 5,1%, по этому показателю оно уступает только кислороду, кремнию и алюминию. Много железа находится и в небесных телах, что установлено по данным спектрального анализа. В образцах лунного грунта, которые доставила автоматическая станция “Луна”, обнаружено железо в неокисленном состоянии.

Железные руды довольно широко распространены на Земле. Названия гор на Урале говорят сами за себя: Высокая, Магнитная, Железная. Агрохимики в почвах находят соединения железа.

– В виде, каких соединений железо встречается в природе?

Железо входит в состав большинства горных пород. Для получения железа используют железные руды с содержанием железа 30-70% и более. Основными железными рудами являются: магнетит – Fe3O4 содержит 72% железа, месторождения встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии; гематит – Fe2O3 содержит до 65% железа, такие месторождения встречаются в Криворожском районе; лимонит – Fe2O3*nH2O содержит до 60% железа, месторождения встречаются в Крыму; пирит – FeS2 содержит примерно 47% железа, месторождения встречаются на Урале. (Работа с контурными картами).

– Какова роль железа в жизни человека и растений?

Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленый цвет. Больше того, стоит белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, и вскоре смазанное место зеленеет.

Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека.

Примерно 90% используемых человечеством металлов – это сплавы на основе железа. Железа выплавляется в мире очень много, примерно в 50 раз больше, чем алюминия, не говоря уже о прочих металлах. Сплавы на основе железа универсальны, технологичны, доступны, дешевы. Железу еще долго быть фундаментом цивилизации.

14, упр. № 6, 8, 9 (по рабочей тетради к учебнику О.С Габриелян “Химия 9”, 2003 г.).

4. Закрепление изученного материала

  1. Используя опорную схему, записанную на доске, сделайте вывод: что же представляет собой железо и каковы его свойства?
  2. Графический диктант (заранее приготовить листочки с начерченной прямой, разделенной на 8 отрезков и пронумерованной соответственно вопросам диктанта. Отметить шалашиком “^” на отрезке номер положения, которое считается верным).
  1. Железо – это активный щелочной металл.
  2. Железо легко куется.
  3. Железо входит в состав сплава бронзы.
  4. На внешнем энергетическом уровне атома железа 2 электрона.
  5. Железо взаимодействует с разбавленными кислотами.
  6. С галогенами образует галогениды со степенью окисления +2.
  7. Железо не взаимодействует с кислородом.
  8. Железо можно получить путем электролиза расплава его соли.
  1. Железо – это металл серебристо-белого цвета.
  2. Железо не обладает способностью намагничиваться.
  3. Атомы железа проявляют окислительные свойства.
  4. На внешнем энергетическом уровне атома железа 1 электрон.
  5. Железо вытесняет медь из растворов ее солей.
  6. С галогенами образует соединения со степенью окисления +3.
  7. С раствором серной кислоты образует сульфат железа (III).
  8. Железо не подвергается коррозии.

После выполнения задания учащиеся меняются своими работами и проверяют их (ответы к работам вывешены на доске, или показать через проектор).

  • “5” – 0 ошибок,
  • “4” – 1-2 ошибки,
  • “3” – 3-4 ошибки,
  • “2” – 5 и больше ошибок.

Используемая литература

Приложения

Интересный материал к уроку

Знаете ли вы, что?

Железо – один из важнейших элементов жизни. Кровь содержит железо, и именно оно определяет цвет крови, а также ее основное свойство – способность связывать и отдавать кислород. Такой способностью обладает комплексное соединение – гем – составная часть молекулы гемоглобина. Кроме гемоглобина железо в нашем организме есть еще в миоглобине – белке, запасающем кислород в мышцах. Есть также железосодержащие ферменты.

Близ г. Дели в Индии стоит железная колонна без малейшего пятнышка ржавчины, хотя ее возраст почти 2800 лет. Это знаменитая Кутубская колонна высотой около семи метров и массой 6.5 т. Надпись на колонне говорит о том, что она была поставлена в IX в. До н. э. Ржавление железа – образование метагидроксида железа – связано с взаимодействием его с влагой и кислородом воздуха.

Однако эта реакция при отсутствии в железе различных примесей, и прежде всего углерода, кремния и серы, не протекает. Колонна была изготовлена из очень чистого металла: железа в колонне оказалось 99,72%. Этим и объясняется ее долговечность и коррозионная устойчивость.

В 1934 г. в "Горном журнале" появилась статья "Улучшение железа и стали посредством. ржавления в земле". Способ превращения железа в сталь через ржавление в земле известен людям с глубокой древности. Например, черкесы на Кавказе закапывали полосовое железо в землю, а откопав его через 10-15 лет, выковывали из него свои сабли, которые могли перерубить даже ружейный ствол, щит, кости врага.

Гематит

Гематит, или красный железняк – основная руда главного металла современности – железа. Содержание железа достигает в нем 70%. Гематит известен с давних пор. В Вавилоне и Древнем Египте он использовался в украшениях, для изготовления печатей, наряду с халцедоном служил излюбленным материалом в качестве резного камня. У Александра Македонского был перстень с вставкой из гематита, который, как он полагал, делал его неуязвимым в бою. В древности и в Средние века гематит слыл лекарством, останавливающим кровь. Порошок из этого минерала издревле использовали для золотых и серебряных изделий.

Название минерала происходит от греческого дета – кровь, что связано с вишневым или сургучно-красным цветом порошка этого минерала.

Важной особенностью минерала является способность стойко хранить цвет и передавать его другим минералам, в которые попадает хотя бы небольшая примесь гематита. Розовый цвет гранитных колонн Исаакиевского собора – это цвет полевых шпатов, которые в свою очередь окрашены тонкораспыленным гематитом. Живописные узоры яшмы, используемой при отделке станций столичного метро, оранжевые и розовые сердолики Крыма, кораллово-красные прослойки сильвина и карналлита в соляных толщах – все обязаны своим цветом гематиту.

Издавна из гематита делали красную краску. Все известные фрески, выполненные 15-20 тыс. лет назад, – замечательные бизоны Альтамирской пещеры и мамонты из знаменитой Капской пещеры – выполнены и коричневыми оксидами и гидроксидами железа.

Магнетит

Камень, чье имя магнит, залегает в земле троглодитов;
Впрочем, не меньше того им богаты индийские страны.
Он узнается легко по бурому ржавому цвету
И потому как он тянет к себе железные вещи.
М. Реннский

Магнетит, или магнитный железняк – минерал, содержащий 72% железа. Это самая богатая железная руда. Замечательное в этом минерале его природный магнетизм – свойство, благодаря которому он был открыт.

Как сообщал римский ученый Плиний, магнетит назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас стадо возле холма над р. Хинду в Фессалии. Неожиданно посох с железным наконечником и подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора, сложенная сплошным серым камнем. Минерал магнетит дал в свою очередь название магниту, магнитному полю и всему загадочному явлению магнетизма, которое пристально изучается со времен Аристотеля и по сей день.

Магнитные свойства этого минерала и сегодня используются, прежде всего для поиска месторождений. Именно так были открыты уникальные месторождения железа на площади Курской магнитной аномалии (КМА). Минерал тяжелый: образец магнетита размером с яблоко весит 1,5 кг.

В древности магнетит наделяли всевозможными лечебными свойствами и способностью творить чудеса. Его использовали для извлечения металла при ранениях, а Иван Грозный среди своих сокровищ наравне с другими камнями хранил его непримечательные кристаллы.

Пирит – минерал, подобный огню

Не все золото, что блестит.
Пословица

Пирит – один из тех минералов, увидев который хочется воскликнуть: "Неужели это так и было?" Трудно поверить, что высший класс огранки и полировки, поражающий нас в рукотворных изделиях, в кристаллах пирита – щедрый дар природы.

Пирит получил свое название от греческого слова "пирос" – огонь, что связано с его свойством искрить при ударе стальными предметами. Этот красивый минерал поражает золотистым цветом, ярким блеском на почти всегда четких гранях. Благодаря своим свойствам пирит известен с глубокой древности, а во время эпидемий золотой лихорадки пиритовые блестки в кварцевой жиле вскружили не одну горячую голову. Да и сейчас начинающие любители камня нередко принимают пирит за золото.

Пирит – минерал вездесущий: он образуется из магмы, из паров и растворов, и даже из осадков, каждый раз в специфических формах и сочетаниях. Известен случай, когда за несколько десятилетий в пирит превратилось тело упавшего в шахту рудокопа. Железа в пирите немало – 46,5%, но извлекать его дорого и невыгодно.

Задания №9 с решениями

Перед решением рекомендуем тему "Свойства химических элементов".

Задания с решением.

Задание №1.

Верны ли следующие суждения о щелочных металлах?

А. При взаимодействии с галогенами щелочные металлы образуют соли.

Б. С водой щелочные металлы вступают в реакции замещения.

1. Верно только А

2. Верно только Б

3. Верны оба суждения

4. Оба суждения неверны

Объяснение: А - верно, подтвердим реакцией

2Na + Cl2 → 2NaCl

Б - тоже верно: Na + H2O → NaOh + H2

Натрий замещает атом водорода.

Правильный ответ - 3.

Задание №2.

Железо вытесняет металл из раствора:

1. ZnCl2 2. Cu(NO3)3 3. Al2(SO4)3 4. Mg(NO3)2

Объяснение: нужно посмотреть на ряд напряжений металлов. Zn, Al и Mg сильнее железа, следовательно, железо не может вытеснить их из раствора, а Cu слабее железа:

Cu(NO3)2 + Fe → Cu + Fe(NO3)2

Правильный ответ - 2.

Задание №3.

Железо восстанавливается в реакции между:

1. Оксидом железа (III) и углеродом

2. Сульфатом меди (II) и железом

3. Хлоридом железа (II) и гидроксидом натрия

4. Железом и серой

Объяснение: запишем реакции

2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl

Если железо восстанавливается, значит оно является окислителем, а значит должно принимать электроны, а это происходит только в первой реакции. Правильный ответ - 1.

Задание №4.

Сера является окислителем в реакции, уравнение которой:

2. 2SO2 + O2 → 2SO3

3. H2O + SO3 → H2SO4

Объяснение: запишем изменение степеней окисления серы в каждом уравнении

Окислитель принимает электроны, следовательно, правильный ответ - 1.

Задание №5.

Цинк вытесняет металл из раствора

1. Нитрата кальция

2. Нитрата калия

3. Нитрата меди (II)

4. Сульфата алюминия

Объяснение: из приведенных металлов, входящих в состав солей, слабее цинка только медь (если посмотреть ряд напряжений металлов).

Cu(NO3)2 + Zn → Zn(NO3)2 + Cu

Задание №6.

С каждым из веществ, формулы которых H2O, Fe2O3, NaOH, будет взаимодействовать:

Объяснение: нам нужен переходный металл, который образовал бы с натрием комплексную соль, и еще он должен быть сильнее железа, а с водой должен образовывать гидроксид. Под данное описание подходит алюминий:

Al + H2O → Al(OH)3 + H2

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

Al + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] + H2

Задание №7.

Взаимодействовать друг с другом не могут:

1. Водород и хлор

2. Водород и кислород

4. Сера и железо

Объяснение: запишем реакции между данными веществами:

2. 2H2 + O2 → 2H2O

Задание №8.

Железо будет вытеснять металл из раствора:

1. Хлорида цинка

2. Сульфата меди (II)

3. Нитрата алюминия

4. Хлорида магний

Объяснение: из металлов, входящих в состав приведенный соединений, железо сильнее только меди:

Задание №9.

Сульфит натрия образуется при взаимодействии натрия с:

2. Сернистой кислотой

3. Серной кислотой

Объяснение: сульфит натрия - это соль сернистой кислоты:

H2SO3 + Na → Na2SO3 + H2↑

Задание №10.

Водород не вступает в реакцию:

1. С оксидом меди (II)

3. С оксидом углерода (IV)

Объяснение: запишем реакции:

1. H2 + CuO → H2O + Cu (водород сильнее меди - это следует из ряда напряжения металлов)

2. H2 + Cl2 → 2HCl

3. H2 + CO2 ≠ (водород не может вступать в реакцию с кислотным оксидом)

4. 2H2 + O2 → 2H2O

Автор решения: Лунькова Е.Ю.

Задания для самостоятельного решения.

1. Вещество, горящее в кислороде с образованием газа, который при пропускании в известковую воду образует осадок белого цвета:

2. С каждым из веществ, формулы которых FeO, H2, O2, будет взаимодействовать

3. При комнатной температуре возможна реакция между

1. Водой и цинком

2. Водой и натрием

3. Водой и медью

4. Водой и свинцом

4. Среди веществ, формулы которых Н2, NaI, AgBr - в реакцию с хлором вступает (вступают)

1. Только иодид натрия

2. Только водород

3. Водород и иодид натрия

4. Бромид серебра и иодид натрия

5. Вытеснение металла из раствора соли происходит при взаимодействии между

6. С раствором серной кислоты взаимодействует

7. С хлоридом цинка и с сульфатом меди (II) может взаимодействовать

8. Щелочь образуется при взаимодействии с водой

9. При комнатной температуре невозможна реакция между

1. Ртутью и серой

2. Медью и хлором

3. Литием и азотом

4. Алюминием и йодом

10. С образованием оксида протекает реакция воды с

Предоставленные задания были взяты из сборника для подготовки к ОГЭ по химии авторов: Корощенко А.С. и Купцовой А.А.

Телефон:
8 (915) 359-09-78

КОПИРОВАНИЕ ЛЮБОЙ ИНФОРМАЦИИ С САЙТА ЗАПРЕЩЕНО ЗАКОНОМ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пучок задач А

А-1. Какие металлы и в какой последовательности будут вытесняться, если железную пластинку погрузить в раствор, содержащий одновременно NiSO4, CuSO4, K2SO4, Ag2SO4 и MgSO4 [1]?

А-2. Железная пластинка массой 18 г была погружена в раствор сульфата меди(II). Когда она покрылась медью, ее масса стала равной 20 г. Какая масса железа перешла в раствор?

А-3. Для извлечения серебра из раствора, содержащего его растворимые соли, раствор прокипятили с гранулированным цинком, после чего масса металла возросла на 7,5 г. Какое количество серебра по массе было извлечено из раствора [2, 3]*?

А-4. Железную пластинку массой 15 г продолжительное время выдерживали в растворе, содержащем 1,6 г сульфата меди(II). Затем пластинку вынули, промыли, высушили и взвесили. Чему равна ее масса [4]?

А-5. К раствору, содержащему 41,5 г хлорида меди(II), прибавили 14 г железных стружек. Как изменилась масса металлического остатка после реакции [2, 5]?

А-6. После погружения железной пластинки массой 5 г в 50 мл 15%-го раствора сульфата меди(II
(= 1,12 г/мл) количество этой соли в растворе уменьшилось в два раза. Определить массу пластинки после реакции [2, 4, 6].

А-7. Железную пластинку погрузили в раствор смеси дихлоридов меди и железа. После окончания реакции масса пластинки возросла на 1,6 г. Определите массы солей в исходном растворе, если молярные концентрации солей были одинаковыми [2].

А-8. Медную пластинку массой 18,2 г погрузили в 230 г раствора трихлорида железа с массовой долей соли 0,1. Через некоторое время пластинку вынули, при этом оказалось, что массовая доля трихлорида железа стала равной массовой доле образовавшейся соли меди(II). Определите массу пластинки после того, как ее вынули из раствора [7, 8].

А-9. Две пластинки одинаковой массы, изготовленные из одного металла (валентность металла равна двум), погрузили в растворы одинаковой концентрации: одну – в раствор соли свинца (Pb 2+ ), другую – в раствор соли меди (Cu 2+ ). Через некоторое время масса пластинки, находящейся в растворе соли свинца, увеличилась на 19%, а второй уменьшилась на 9,6%. Что это был за металл [2, 9, 10]?

А-10. В раствор, содержащий 15,4 г кристаллогидрата нитрата кадмия (четырехводного), погрузили цинковую пластинку. Через некоторое время пластинку вынули из раствора, промыли, высушили и взвесили. Масса ее увеличилась на 0,94 г. Раствор осторожно выпарили до образования кристаллогидратов нитрата кадмия (четырехводного) и нитрата цинка (шестиводного). Определите массовые доли кристаллогидратов в смеси [11].

А-11. В двух стаканах находится по 100 г растворов нитрата неизвестного металла. В первый стакан добавили порошок цинка, во второй – такую же массу порошка магния. После того как реакции завершились, осадки отделили от растворов и установили, что их массы отличаются на 0,123 г. При нагревании осадков с избытком разбавленной серной кислоты выделился газ, причем в обоих случаях осталось по 0,648 г металла, который не вступил во взаимодействие с кислотой. Установите формулу неизвестного нитрата и его массовую долю в исходном растворе [12].

А-12. В раствор, содержащий 3,2 г безводного сульфата меди(II) и 6,24 г безводного сульфата кадмия(II), погрузили цинковую пластинку. Определите, на сколько увеличилась масса пластинки, если медь и кадмий были вытеснены полностью [11, 13].

А-13. Медную пластинку массой 20 г погрузили в раствор нитрата ртути(II). Масса пластинки увеличилась на 2,74 г. Затем пластинку нагрели, и она приняла первоначальный вид. Определите, как при этом изменилась масса пластинки [13].

* Указание нескольких источников означает, что такая задача (или сходная с ней) встречается у разных авторов.

Решения и ответы

А-1. Железо будет вытеснять металлы из растворов их солей в такой последовательности:
1) сульфат серебра(I); 2) сульфат меди(II); 3) сульфат никеля. Остальные металлы вытесняться не будут.

А-2. Составим уравнение реакции:

Обозначим через х количество вещества (железа и меди) в моль.
Составим баланс изменения массы веществ для пластинки:

18 – 56х + 64х = 20.

Из этого уравнения х = 0,25 моль. Следовательно, в раствор перешло железо массой 14 г
(m(Fe) = x•M(Fe) = 0,25•56 = 14 г).

А-3.

2АgA + Zn = ZnA2 + 2Ag,

где А – одновалентный анион.
Масса пластинки увеличилась за счет того, что в раствор уходил цинк, а приходило серебро. В математическом виде это можно представить так: –Zn + Ag = m.
Пусть х – количество вещества цинка в моль, тогда:

–65х + 216х = 7,5 г.

Отсюда х = 0,05 моль. Масса извлеченного серебра: 0,05•216 = 10,8 г.

А-4.

Сначала найдем, что в избытке, а что в недостатке:

n(Fe) = 15/56 = 0,27 моль,

n(CuSO4) = 1,6/160 = 0,01 моль.

Следовательно, железо в избытке.
Найдем массу пластинки после реакции: 15 – 56•0,01 + 64•0,01 = 15,08 г.

А-5.

Определим количества веществ реагентов, взятых в реакцию:

n(СuСl2) = 41,5/135 = 0,307 моль,

n(Fe) = 14/56 = 0,25 моль.

Отсюда видно, что хлорид меди в избытке.
Найдем массу меди и разницу масс металлов до и после реакции:

m(Сu) = 0,25•64 = 16 г.

Масса осажденного металла после реакции возросла: m = 16 – 14 = 2 г.

А-6.

Масса раствора сульфата меди(II):

m = 50•1,12 = 56 г.

Масса сульфата меди(II) в исходном растворе: 0,15•56 = 8,4 г.
Масса СuSO4, вступившего в реакцию:

n(СuSO4) = n(Fe) = 4,2/160 = 0,02625 моль.

Масса пластинки после реакции составит: 5 – 56•0,02625 + 64•0,02625 = 5,21 г.

А-7. Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu.

Найдем количество вещества х (в моль) для реагентов, вступивших в реакцию, используя значения молярных масс железа и меди:

64х – 56х = 1,6 г.

Отсюда х = 0,2 моль;

m(CuCl2) = 0,2•135 = 27 г,

m(FeCl2) = 0,2•127 = 25,4 г.

A-8. Для составления уравнения реакции надо воспользоваться данными табл. 3 (см. «ключ Жукова», № 44/2003, с. 29):

Найдем сначала массу хлорида железа(III) в исходном растворе, она равна 23 г.
Обозначим за х количество вещества меди, тогда из уравнения ясно, что количество вещества хлорида меди(II) будет тоже х моль, а количество вещества хлорида железа(III) и хлорида железа(II) равно по 2х моль.
Масса образовавшегося хлорида меди(II) равна 134х г, а масса оставшегося трихлорида железа:
23 – 325х г.
По условию задачи:

23 – 325х = 134х.

Отсюда х = 0,05 моль.
Масса пластинки после реакции равна:

18,2 – 64•0,05 = 15 г.

А-9. Составим в общем виде уравнения реакций, протекающих в растворах разных солей, и рассмотрим два способа решения:

М + РbA = MA + Pb, (1)

где А – двухвалентный анион.

1-й способ. Пусть в обеих реакциях участвовало по одному моль веществ, тогда их массы будут совпадать с молярными.
Введем обозначения: х – масса неизвестного металла М, численно равная его молярной массе М, а у – масса пластины до реакции.
Отсюда для первой реакции:

–х + 207 = 0,19у

(в раствор переходил неизвестный металл М, из раствора приходил свинец, изменение массы составляет 0,19у).
Для второй реакции:

–х + 64 = –0,096у

(в раствор переходил неизвестный металл М, из раствора приходила медь, изменение массы составляет –0,096у, т. к. масса пластинки после опыта уменьшилась на 9,6%).
Решая эту систему уравнений, получим: у = 500 г, х = 112 г.
Молярная масса металла M(M) = 112 г/моль. По таблице Д.И.Менделеева находим, что искомый металл – кадмий (Сd).
2-й способ. Обозначим через m массу пластинки, через х – массу 1 моль неизвестного металла М, через n – количество моль каждого из металлов в наших уравнениях реакций (т. е. меди, свинца и М). Тогда 207n – масса выделившегося свинца; 64n – масса выделившейся меди; хn – масса перешедшего в раствор металла М; (207n – хn) – увеличение массы пластинки, погруженной в раствор соли свинца [см. уравнение (1)]; (хn – 64n) – убыль массы пластинки, погруженной в раствор соли меди [см. уравнение (2)].
Теперь мы можем составить следующие пропорции, преобразованием которых получим систему из двух уравнений:

следовательно,
(207n – хn)/m = 0,19; (а)

m г соответствуют 100%,
(хn – 64n) г соответствуют 9,6%,

Решая систему уравнений (а) и (б), находим х, т. е. массу 1 моль неизвестного металла М, х = 112 г. Следовательно, наш металл – кадмий.

А-10.

1-й способ. Обозначим за х количество вещества для цинка и кадмия, участвующих в реакции (они равны). Найдем, какое количество вещества вступило в реакцию:

–m(Zn) + m(Сd) = m,

–65х + 112х = 0,94 г.

Отсюда х = 0,02 моль.
Тогда масса кристаллогидрата кадмия, вступившего в реакцию, будет равна 0,02•308 = 6,16 г. Масса оставшегося (непрореагировавшего) кристаллогидрата нитрата кадмия будет равна:

15,4 – 6,16 = 9,24 г.

Масса нитрата цинка, получившегося в результате реакции, равна:

а масса кристаллогидрата нитрата цинка равна:

3,78 + 2,16 = 5,94 г.

Массовые доли кристаллогидратов солей в смеси равны:

2-й способ. Из условия задачи следует, что в растворе было 15,4/308 = 0,05 моль кристаллогидрата нитрата кадмия. Из уравнения реакции понятно, что растворение 1 моль цинка приводит к одновременному выделению на пластинке 1 моль кадмия. Тогда бы изменение массы пластинки составило: 112 – 65 = 47 г. Реальное изменение массы пластинки составило 0,94 г, т. е. можно определить количество вещества металла, выделившегося на пластинке: 0,94/47 = 0,02 моль.
С учетом того, что количества веществ реагентов, участвующих в этой реакции, равны, столько же – 0,02 моль – получено кристаллогидрата цинка.
Вычислим массу этого кристаллогидрата:

Следовательно, после выпаривания останется 5,94 г кристаллогидрата цинка и 0,05 – 0,02 = 0,03 моль кристаллогидрата кадмия (не вступившего в реакцию) или 0,03•308 = 9,24 г.
В процентах это составит:

3-й способ. Зная, что 112 г кадмия выделилось бы на пластинке, если бы в реакцию вступил
1 моль цинка (за х обозначим массу выделившегося на пластинке кадмия), запишем:

х = 0,94•112/47 = 2,24 г.

Из формулы кристаллогидрата четырехводного нитрата кадмия мы можем установить, какая масса кристаллогидрата (х1) содержит 2,24 г кадмия:

х1 = 2,24•308/112 = 6,16 г.

Затем вычислим массу цинка (х2), который растворился при выделении на пластинке 2,24 г кадмия:

х2 = 2,24•65/112 = 1,3 г.

Узнаем теперь, какая масса кристаллогидрата шестиводного нитрата цинка (х3) могла образоваться из 1,3 г растворившегося цинка:

х3 = 1,3•297/65 = 5,94 г.

Следовательно, в остатке после выпаривания будет находиться 5,94 г кристаллогидрата нитрата цинка и 15,4 – 6,16 = 9,24 г кристаллогидрата кадмия, что составит в процентах:

А-11. Уравнения происходивших реакций запишем в общем виде:

Анализ условия показывает, что в обоих случаях осадки – это смеси непрореагировавшего цинка и неизвестного металла (1-й стакан), а также непрореагировавшего магния и неизвестного металла
(2-й стакан).
Если бы в реакции вступило строго по 1 моль реагентов (цинка и магния), то разность масс полученных осадков составила бы: 65 – 24 = 41 г. В нашем же случае реальная разность составила 0,123 г. По этим данным вычислим количество вещества для прореагировавших цинка и магния:

n = 0,123/41 = 0,003 моль.

В соответствии с уравнениями (1) и (2) неизвестного металла выделяется вдвое большее количество, т. е. 0,006 моль. При этом масса этих 0,006 моль составляет 0,648 г (ведь цинк и магний полностью реагируют с разбавленной серной кислотой, находящейся в избытке). Тогда можно вычислить молярную массу неизвестного металла:

М(М) = 0,648/0,006 = 108 г/моль.

Этот металл – серебро. Следовательно, в стаканах находился нитрат серебра.
Используя уравнение (1), запишем:

х = 340•0,648/216 = 1,02 г.

Поскольку в стаканах содержалось по 100 г раствора, то эта цифра одновременно показывает процентную концентрацию нитрата серебра в каждом стакане:

А-12.

1-й способ.

n(CuSO4) = 3,2/160 =0,02 моль,

n(СdSO4) = 6,24/208 = 0,03 моль.

В первой реакции изменение массы равно:

m = –m(Zn) + m(Сu) = –0,02•65 + 0,02•64 = –0,02 г.

Во второй реакции изменение массы равно:

m = –m(Zn) + m(Сd) =–0,03•65 + 0,03•112 = 1,41 г.

Прирост массы равен:

1,41 – 0,02 = 1,39 г.

2-й способ. В условии задачи сказано, что в растворе содержалось 3,2 г сульфата меди и 6,24 г сульфата кадмия, что позволяет вычислить, сколько чистой меди и кадмия содержится в указанных массах веществ:

m(Cu) = 3,2•64/160 = 1,28 г,

m(Cd) = 6,24•112/208 = 3,36 г.

Из уравнения (1) можно вычислить массу цинка (х1), реально переходящего в раствор во время первой реакции:

х1 = 1,28•65/64 = 1,3 г.

Аналогично из уравнения (2) можно вычислить массу цинка (х2), перешедшего в раствор во время второй реакции:

х2 = 3,36•65/112 = 1,95 г.

Теперь можно вычислить суммарное изменение массы цинковой пластинки. После того как произошли обе реакции в растворе, на пластинке осело 1,28 г меди (после первой реакции) и 3,36 г кадмия (после второй реакции), т. е. 4,64 г металлов. При этом одновременно в раствор перешло
1,3 г цинка (после первой реакции), а затем 1,95 г цинка (после второй реакции), т. е. всего 3,25 г цинка. Изменение массы пластинки составило:

4,64 – 3,25 = 1,39 г.

А-13. Масса пластинки стала 18,72 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Власов Ю.Г., Корольков Д.В., Чарыков А.К., Артемьев В.И. Знания – молодежи. Химия. Л., 1969, 157 с.
2. Серова В.А., Серов Д.В. Металлы. Задачи по химии. Вып. IХ. Гатчина, 1996, 16 с.
3. Смирнова Л.М., Жуков П.А. Сборник задач по общей и неорганической химии. 8–11 классы. СПб., 2000, 126 с.
4. Соловьев С.Н., Винокуров Е.Г., Дикая Н.Н. Химия для абитуриентов Менделеевского университета. М., 1999, 72 с.
5. Михайлов М.Д., Петрова Г.А., Семенов И.Н. Тренировочные упражнения по химии. Л., 1989, 143 с.
6. Слета Л.А., Холин Ю.В., Черный А.В. Конкурсные задачи по химии с решениями. Харьков, 1998, 96 с.
7. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Осин С.Б., Чуранов С.С., Зык Н.В., Путилин Ф.Н. Конкурсный экзамен по химии. МГУ, 1992–1993. М., 1994, 125 с.
8. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Чуранов С.С. Сборник конкурсных задач по химии. М., 2001, 537 с.
9. Адамович Т.П., Васильева Г.И., Попкович Г.А., Улазова А.Р. Сборник упражнений и усложненных задач с решениями по химии. Минск, 1970, 160 с.
10. Адамович Т.П., Васильева Г.И., Попкович Г.А., Улазова А.Р. Сборник упражнений и усложненных задач с решениями по химии. Минск, 1979, 253 с.
11. Середа И.П. Конкурсные задачи по химии. Киев, 1978, 192 с.
12. Янклович А.И. Химия: В помощь выпускнику школы и абитуриенту. СПб., 1999, 255 с.
13. Сидельникова В.И. Сборник задач повышенной трудности и упражнений по химии. Тюмень, 1994, 151 с.

Железо будет вытеснять металл из раствора

Задания Д8 № 141

С растворами гидроксида натрия и соляной кислоты взаимодействует

Со щелочами реагируют только амфотерные металлы. С кислотами-неокислителями в реакцию вступают только металлы, расположенные левее водорода в ряду напряжений металлов, таким, образом верный ответ алюминий.

Правильный ответ указан под номером 2.

По-моему, этот ответ неверный, так как Fe тоже может реагировать с этими веществами: он амфотерный и стоит левее водорода в ряду напряжений металлов.

Арсен, только Fe 3+ может реагировать со щелочами, потому что является амфотерным. Алюминий же всегда является амофтерным.

Задания Д8 № 946

Железо реагирует с раствором

Железо будет вытеснять из раствора соли менее активный металл (правее железа ряду напряжений металлов). В данном случае подходит вариант «хлорид меди(II)».

Задания Д8 № 968

Цинк не реагирует с раствором

Цинк будет вытеснять из раствора соли менее активный металл (правее цинка в ряду напряжений металлов). В данном случае он не будет реагировать с раствором сульфата магния.

В задании говорится НЕ РЕАГИРУЕТ, но ведь цинк стоит в ряду напряжения до водорода, а значит взаимодействует со всеми кислотами!! кроме H2SO4 и HNO3, значит реакция не пойдет с H2SO4, а не с MgSO4.

Гость, цинк не сможет вытеснить магний из сульфата. С серной кислотой цинк реагирует.

Задания Д8 № 3862

И литий, и цинк при комнатной температуре реагируют с

1) гидроксидом натрия

4) соляной кислотой

И литий, и цинк при комнатной температуре реагируют с соляной кислотой (в электрохимическом ряду активности металлов оба металла стоят левее водорода, следовательно, могут вытеснять его из кислот).

Правильный ответ указан под номером 4.

Задания Д8 № 119

Какой из указанных металлов вступает в реакцию с соляной кислотой?

С кислотами-неокислителями в реакцию вступают только металлы, расположенные левее водорода в ряду напряжений металлов, например, алюминий.

Правильный ответ указан под номером 3.

Задания Д8 № 924

В щелочах растворяется

С щелочами реагируют амфотерные металлы, например, алюминий.

Любой вправе считать ответ неправильным, потому что опять дано слишком расплывчатое пояснение. "Например, алюминий". А железо что, не в счет? Снова скажу, что железо реагирует с щелочами так же, как и алюминий, то есть растворяется в них с образованием тетрагидроксоферратов. Сделайте уж хоть что-нибудь, потому что таких ошибок найдено уже очень много, но ничего пока еще не исправлено.

Задания Д8 № 1344

И с цинком, и с медью реагирует

2) оксид углерода(II)

3) гидроксид натрия

4) разбавленная соляная кислота

Из приведенных примеров и с цинком, и с медью реагирует только хлор с образованием дихлоридов металлов.

И с цинком ,и с медью также может реагировать гидроксид натрия,так как щёлочи реагируют с амфотерными металлами

Екатерина, медь не амфотерный металл по школьной программе.

в данном нам учебнике, по школьной программе медь даётся как амфотерный металл

не могли бы Вы привести название учебника и его автора?

К сожалению, данный учебник содержит много логических и химических ошибок, что замечено многими преподавателями в ходе работы с ним, но множество школ все равно продолжает работать с ним . Я бы посоветовала Вам почитать, например, учебник Новошинского.

Да уже экзамен прошёл, оценка отличная, прочту в следующем году)

Поздравляю с оценкой! А учебник правда хороший, поможет в старших классах, особенно если будете сдавать ЕГЭ.

Задания Д8 № 9390

В реакцию с водой при комнатной температуре вступает каждый из двух металлов:

Запишите номер выбранного ответа.

При комнатной температуре с водой реагируют калий и кальций.

Задания Д8 № 251

Медь реагирует с раствором

Медь не реагирует с щелочами, а из солей будет реагировать только с солями, катион которых расположен правее меди в ряду напряжений металлов (вытесняя металл), например, с нитратом серебра.

Правильный ответ указан под номером 1.

Со ще­ло­ча­ми ре­а­ги­ру­ют толь­ко ам­фо­тер­ные ме­тал­лы." в одном из заданий было такое пояснение . по учебнику химии медь это амфотерный металл. так почему он не реагирует с щелочью?

Медь не является амфотерным металлом. Не могли бы вы сказать в каком учебнике видели обратное утверждение?

В учебнике химии Габриеляна медь(Cu) амфотерный металл

К сожалению, не смогла найти нужный отрывок в учебнике 9 класса по химии О.С. Габриеляна (2015 г., Дрофа). Если представляется возможным, не могли бы Вы, пожалуйста, процитировать.

Однако, в любом случае, лично не могу согласиться с данным высказыванием. Медь как простое вещество не проявляет амфотерных свойств, относится к переходным металлам (см. Гринвуд, Эрншо: Химия элементов. 3-е издание, 2015 г., БИНОМ, том 2, стр. 501). Гидроксид меди (II) способен в жёстких условиях проявлять слабые амфотерные свойства, однако, не более того. Если мы, конечно, говорим в рамках школьного курса химии, не касаясь сложных соединений меди (IV) и (V). Но даже если и углубляться в вопрос, именно металлическая медь () не будет реагировать с щелочами.

Задания Д8 № 2211

При комнатной температуре возможна реакция между водой и

Реакция щелочных металлов и воды — крайне экзотермична и протекает при комнатной температуре. Щелочные металлы — литий, натрий, калий — очень активны. На воздухе они реагируют с водяными парами, поэтому их хранят под слоем керосина.

Читайте также: