Реши задание на изображении
Краткий ответ
- Практически осуществимые реакции:
А. \(\mathrm{Cu + HCl}\) — реакция не идёт.
Б. \[ \mathrm{Mg + H_2SO_4(разб.) \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow} \]
В. \[ \mathrm{Zn + CuCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + Cu} \]
Г. \(\mathrm{Hg + H_2O}\) — реакция не идёт.
- ОВР:
\[ \boxed{\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}} \]
Железо — восстановитель, хлор — окислитель.
- Объём водорода:
\[ \boxed{V(\mathrm{H_2})=4{,}48\ л} \]
Объяснение
1. Какие реакции возможны
Используем ряд активности металлов:
- металл, стоящий до водорода, вытесняет водород из разбавленной кислоты;
- более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.
А. Медь и соляная кислота
Медь находится после водорода, поэтому не вытесняет его:
\[ \mathrm{Cu + HCl \nrightarrow} \]
Б. Магний и разбавленная серная кислота
Магний расположен до водорода:
\[ \mathrm{Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow} \]
В. Цинк и хлорид меди(II)
Цинк активнее меди, поэтому вытесняет её:
\[ \mathrm{Zn + CuCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + Cu} \]
Г. Ртуть и вода
Ртуть — малоактивный металл и с водой не реагирует:
\[ \mathrm{Hg + H_2O \nrightarrow} \]
2. Электронный баланс
Степени окисления изменяются так:
\[ \mathrm{Fe^0 \rightarrow Fe^{+3}} \]
\[ \mathrm{Cl_2^0 \rightarrow 2Cl^{-1}} \]
Электронный баланс:
\[ \mathrm{Fe^0-3e^- \rightarrow Fe^{3+}}\qquad (\times 2) \]
\[ \mathrm{Cl_2+2e^- \rightarrow 2Cl^-}\qquad (\times 3) \]
Отдано и принято по \(6\) электронов, поэтому:
\[ \mathrm{2Fe+3Cl_2\rightarrow2FeCl_3} \]
- железо отдаёт электроны и окисляется, значит, оно восстановитель;
- хлор принимает электроны и восстанавливается, значит, он окислитель.
3. Расчёт объёма водорода
Уравнение реакции:
\[ \mathrm{Zn+H_2SO_4\rightarrow ZnSO_4+H_2\uparrow} \]
Количество вещества цинка:
\[ n(\mathrm{Zn})=\frac{m}{M}=\frac{13}{65}=0{,}2\ \text{моль} \]
По уравнению \(1\) моль цинка образует \(1\) моль водорода:
\[ n(\mathrm{H_2})=0{,}2\ \text{моль} \]
При нормальных условиях молярный объём газа равен \(22{,}4\ \text{л/моль}\):
\[ V(\mathrm{H_2})=nV_m=0{,}2\cdot22{,}4=4{,}48\ \text{л} \]
Ответ: \(4{,}48\) л водорода.
