ГДЗ по Химии 8 Класс Страница 149 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

Часть I

1. Признаки реакций замещения:
— вступают в реакцию два вещества — □□□□□□□□ и □□□□□□□□□ (укажите состав вещества)
— образуются в результате реакции также два вещества — новое □□□□□□□□ и □□□□□□□□□

2. Два правила ряда активности металлов:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Sn, Pb, H₂, Cu, Hg, Ag, Au

— металлы, стоящие в ряду активности до □, вытесняют его из растворов □□□□;
— металлы, стоящие в ряду активности до □□□□□□□□□□□, вытесняют его из растворов □□□□□□□□□□

Часть II

1. Запишите уравнения реакций замещения.

1) Zn + HCl → □□□□□□□□□ + □□□□□□□□
2) Al + Al₂(SO₄)₃ → □□□□□□□□□ + □□□□□□□□
3) □□□□□□□□□ + HBr → MgBr₂ + □□□□□□□□
4) CuCl₂ + Cr → CrCl₃ + □□□□□□□□
5) Fe₂O₃ + Mg → □□□□□□□□□ + □□□□□□□□

§31

Часть I

Вопрос 1

Признаки реакций замещения:
— вступают в реакцию два вещества: ПРОСТОЕ и СЛОЖНОЕ
— образуются в результате реакции также два вещества – новое ПРОСТОЕ и НОВОЕ СЛОЖНОЕ.

Вопрос 2

— металлы, стоящие в ряду активности до H₂, вытесняют его из растворов КИСЛОТ
— металлы, стоящие в ряду активности до МЕТАЛЛА СОЛИ, вытесняют его из растворов СОЛЕЙ

Часть II

Вопрос 1

1. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
2. 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
3. Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂↑
4. 3CuCl₂ + 2Cr → 2CrCl₃ + 3Cu
5. Fe₂O₃ + 3Mg → 3MgO + 2Fe

Часть I

1. Признаки реакций замещения:

Реакции замещения (или реакции одиночного замещения) — это тип химических реакций, в которых один элемент замещает другой элемент в соединении. Это происходит, когда более активный элемент вытесняет менее активный элемент из его соединения.

• Вступают в реакцию два вещества:
  • ПРОСТОЕ вещество: Это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Например, это может быть металл (такой как цинк Zn, алюминий Al, магний Mg, хром Cr) или неметалл (например, водород H₂, галогены Cl₂, Br₂). В контексте этих задач обычно речь идет о металлах или водороде.
  • СЛОЖНОЕ вещество: Это вещество, состоящее из атомов двух или более различных химических элементов, соединенных химическими связями. Примерами сложных веществ в реакциях замещения являются кислоты (например, HCl, H₂SO₄, HBr), соли (например, CuCl₂, Al₂(SO₄)₃, MgBr₂) или оксиды (например, Fe₂O₃).

  Таким образом, общая схема реакции замещения: А + ВС → АС + В, где А — простое вещество, ВС — сложное вещество, АС — новое сложное вещество, В — новое простое вещество.

• Образуются в результате реакции также два вещества:
  • Новое ПРОСТОЕ вещество: Это элемент, который был вытеснен из сложного соединения. Например, если металл вытесняет водород из кислоты, то водород (H₂) будет новым простым веществом. Если более активный металл вытесняет менее активный металл из соли, то вытесненный металл будет новым простым веществом.
  • Новое СЛОЖНОЕ вещество: Это соединение, образованное простым веществом, которое вступило в реакцию, и оставшейся частью сложного вещества. Например, если цинк реагирует с соляной кислотой (HCl), то цинк образует хлорид цинка (ZnCl₂), который является новым сложным веществом.

  Важно отметить, что в реакции замещения количество реагентов (два) равно количеству продуктов (два). Происходит «обмен» одного элемента на другой.

2. Два правила ряда активности металлов:

Ряд активности металлов (также известный как электрохимический ряд напряжений металлов или ряд Бекетова) — это последовательность металлов, расположенных в порядке убывания их химической активности. Этот ряд позволяет предсказывать, будет ли один металл вытеснять другой из соединения.

Ряд, приведенный в задании: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Sn, Pb, H₂, Cu, Hg, Ag, Au.

Металлы слева более активны, чем металлы справа.

• Правило 1: Металлы, стоящие в ряду активности до H₂ (водорода), вытесняют его из растворов КИСЛОТ.
  • Объяснение: Все металлы, расположенные в ряду активности левее водорода (H₂), являются более активными, чем водород. Это означает, что они имеют более высокую способность отдавать электроны, чем водород. Когда такой металл помещается в раствор кислоты (например, HCl, H₂SO₄ разб., HBr), он вступает в реакцию, замещая водород в кислоте. Водород при этом выделяется в виде газа (H₂).
  • Примеры металлов: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Sn, Pb.
  • Важное исключение: Это правило не применяется к концентрированной серной кислоте (H₂SO₄ конц.) и азотной кислоте (HNO₃ любой концентрации), так как они являются сильными окислителями, и водород в этих реакциях обычно не выделяется, а образуются другие продукты (например, оксиды азота, оксиды серы).
• Правило 2: Металлы, стоящие в ряду активности до МЕТАЛЛА СОЛИ, вытесняют его из растворов СОЛЕЙ.
  • Объяснение: Если более активный металл (тот, что стоит левее в ряду активности) вступает в контакт с раствором соли менее активного металла (того, что стоит правее в ряду), то более активный металл вытеснит менее активный металл из его соли, образуя новую соль и выделяя менее активный металл в чистом виде.
  • Пример: Цинк (Zn) стоит левее меди (Cu) в ряду активности. Поэтому цинк может вытеснить медь из раствора сульфата меди (CuSO₄).
  • Важное условие: Реакция должна происходить в растворе соли, чтобы ионы металла были подвижны. Также, очень активные металлы (Li, K, Ba, Ca, Na) не используются для вытеснения других металлов из растворов солей, потому что они сначала будут бурно реагировать с водой, а не с солью.

Часть II: Запись уравнений реакций замещения

1. При записи уравнений реакций замещения мы должны следовать закону сохранения массы, что означает, что количество атомов каждого элемента должно быть одинаковым в реагентах (левая часть уравнения) и продуктах (правая часть уравнения). Это достигается путем расстановки стехиометрических коэффициентов.

1) Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑

• Шаг 1: Идентификация реагентов.
  • Zn (цинк) — простое вещество, металл.
  • HCl (соляная кислота) — сложное вещество, кислота.
• Шаг 2: Применение правил.
  • Zn находится в ряду активности металлов до H₂. Согласно Правилу 1, Zn вытеснит H из HCl.
• Шаг 3: Прогнозирование продуктов.
  • Zn займет место H, образуя соль — хлорид цинка. Цинк обычно проявляет валентность II в соединениях, хлор — валентность I. Значит, формула хлорида цинка будет ZnCl₂.
  • Вытесненный водород образует простое вещество — газообразный водород H₂.
• Шаг 4: Балансировка уравнения.
  • Zn: 1 атом слева, 1 атом справа. (Сбалансирован)
  • H: 1 атом слева (в HCl), 2 атома справа (в H₂). Чтобы сбалансировать водород, ставим коэффициент 2 перед HCl: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂.
  • Cl: 2 атома слева (в 2HCl), 2 атома справа (в ZnCl₂). (Сбалансирован)
• Окончательное уравнение: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (Стрелка ↑ указывает на выделение газа).

2) 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

• Шаг 1: Идентификация реагентов.
  • Al (алюминий) — простое вещество, металл.
  • H₂SO₄ (серная кислота) — сложное вещество, кислота.
• Шаг 2: Применение правил.
  • Al находится в ряду активности металлов до H₂. Согласно Правилу 1, Al вытеснит H из H₂SO₄.
• Шаг 3: Прогнозирование продуктов.
  • Al займет место H, образуя соль — сульфат алюминия. Алюминий обычно проявляет валентность III, сульфат-ион (SO₄) имеет валентность II. Для образования нейтрального соединения необходимо 2 атома Al и 3 сульфат-иона. Значит, формула сульфата алюминия будет Al₂(SO₄)₃.
  • Вытесненный водород образует простое вещество — газообразный водород H₂.
• Шаг 4: Балансировка уравнения.
  • Al: 1 атом слева, 2 атома справа (в Al₂(SO₄)₃). Ставим коэффициент 2 перед Al: 2Al + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂.
  • SO₄ (сульфат-ион): 1 группа слева, 3 группы справа (в Al₂(SO₄)₃). Ставим коэффициент 3 перед H₂SO₄: 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂.
  • H: 3 * 2 = 6 атомов слева (в 3H₂SO₄), 2 атома справа (в H₂). Ставим коэффициент 3 перед H₂: 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂.
• Окончательное уравнение: 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

3) Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂↑

• Шаг 1: Идентификация реагентов.
  • Mg (магний) — простое вещество, металл.
  • HBr (бромоводородная кислота) — сложное вещество, кислота.
• Шаг 2: Применение правил.
  • Mg находится в ряду активности металлов до H₂. Согласно Правилу 1, Mg вытеснит H из HBr.
• Шаг 3: Прогнозирование продуктов.
  • Mg займет место H, образуя соль — бромид магния. Магний проявляет валентность II, бром — валентность I. Значит, формула бромида магния будет MgBr₂.
  • Вытесненный водород образует простое вещество — газообразный водород H₂.
• Шаг 4: Балансировка уравнения.
  • Mg: 1 атом слева, 1 атом справа. (Сбалансирован)
  • H: 1 атом слева (в HBr), 2 атома справа (в H₂). Ставим коэффициент 2 перед HBr: Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂.
  • Br: 2 атома слева (в 2HBr), 2 атома справа (в MgBr₂). (Сбалансирован)
• Окончательное уравнение: Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂↑

4) 3CuCl₂ + 2Cr → 2CrCl₃ + 3Cu

• Шаг 1: Идентификация реагентов.
  • CuCl₂ (хлорид меди(II)) — сложное вещество, соль.
  • Cr (хром) — простое вещество, металл.
• Шаг 2: Применение правил.
  • Cr (хром) находится в ряду активности металлов до Cu (меди) (Cr, Fe, Co, Sn, Pb, H₂, Cu…). Согласно Правилу 2, Cr вытеснит Cu из раствора её соли.
• Шаг 3: Прогнозирование продуктов.
  • Cr займет место Cu, образуя новую соль — хлорид хрома. Хром в этой реакции обычно образует соединение с валентностью III (Cr³⁺), хлор — валентность I. Значит, формула хлорида хрома(III) будет CrCl₃.
  • Вытесненная медь образует простое вещество — металлическую медь Cu.
• Шаг 4: Балансировка уравнения.
  • Cr: 1 атом слева, 2 атома справа (в CrCl₃). Ставим коэффициент 2 перед Cr: CuCl₂ + 2Cr → CrCl₃ + Cu.
  • Cl: 2 атома слева (в CuCl₂), 2 * 3 = 6 атомов справа (в 2CrCl₃). Чтобы сбалансировать хлор, нужно 6 атомов слева. Ставим коэффициент 3 перед CuCl₂: 3CuCl₂ + 2Cr → 2CrCl₃ + Cu.
  • Cu: 3 атома слева (в 3CuCl₂), 1 атом справа. Ставим коэффициент 3 перед Cu: 3CuCl₂ + 2Cr → 2CrCl₃ + 3Cu.
• Окончательное уравнение: 3CuCl₂ + 2Cr → 2CrCl₃ + 3Cu

5) Fe₂O₃ + 3Mg → 3MgO + 2Fe

• Шаг 1: Идентификация реагентов.
  • Fe₂O₃ (оксид железа(III)) — сложное вещество, оксид.
  • Mg (магний) — простое вещество, металл.
• Шаг 2: Применение правил.
  • Это реакция замещения металла из оксида. Mg (магний) находится в ряду активности металлов до Fe (железа) (Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe…). Согласно принципу активности, более активный металл может вытеснить менее активный металл из его оксида (обычно при нагревании).
• Шаг 3: Прогнозирование продуктов.
  • Mg займет место Fe, образуя новый оксид — оксид магния. Магний проявляет валентность II, кислород — валентность II. Значит, формула оксида магния будет MgO.
  • Вытесненное железо образует простое вещество — металлическое железо Fe.
• Шаг 4: Балансировка уравнения.
  • Fe: 2 атома слева (в Fe₂O₃), 1 атом справа (в Fe). Ставим коэффициент 2 перед Fe: Fe₂O₃ + Mg → MgO + 2Fe.
  • O: 3 атома слева (в Fe₂O₃), 1 атом справа (в MgO). Ставим коэффициент 3 перед MgO: Fe₂O₃ + Mg → 3MgO + 2Fe.
  • Mg: 1 атом слева, 3 атома справа (в 3MgO). Ставим коэффициент 3 перед Mg: Fe₂O₃ + 3Mg → 3MgO + 2Fe.
• Окончательное уравнение: Fe₂O₃ + 3Mg → 3MgO + 2Fe