РУҚА
Задания № 6, 7 · ЕГЭ

Реакции солей с металлами

Вытеснение одного металла другим из раствора соли: ряд активности, условия реакции и составление уравнений
5 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Металлы могут вытеснять друг друга из растворов солей. Чтобы определить, пойдёт ли реакция, сравнивают металлы в ряду активности металлов: более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.

Сущность реакции замещения

Растворимая соль в воде распадается на ионы. Например, \(​\mathrm{CuSO_4}\) диссоциирует на ионы \(​\mathrm{Cu^{2+}}\) и \(​\mathrm{SO_4^{2-}}\). Если в такой раствор поместить металл, способный отдать электроны легче, чем медь, атомы этого металла перейдут в раствор в виде катионов, а ионы меди превратятся в металлическую медь.

D
Реакция металла с солью

Реакция металла с солью — это реакция замещения, в которой более активный металл вытесняет менее активный металл из раствора его соли. Обычно образуются новая соль и выделившийся металл.

Fe + CuSO4 → FeSO4 + CuЖелезо вытесняет медь из раствора сульфата меди(II).

В этой реакции железо окисляется: \(​\mathrm{Fe^0 \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-}\). Ионы меди восстанавливаются: \(​\mathrm{Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0}\). Поэтому реакция является одной из окислительно-восстановительных реакций солей. Сульфат-ион не изменяется и называется ионом-наблюдателем.

\[\text{металл}_1 + \text{соль металла}_2 \rightarrow \text{соль металла}_1 + \text{металл}_2\]
T
Главное правило

Металл вытесняет из раствора соли только тот металл, который стоит правее него в ряду активности. Иными словами, более активный металл вытесняет менее активный. Исключение: щелочные и щёлочноземельные металлы в водных растворах обычно не рассматривают как обычные реакции замещения, потому что они реагируют прежде всего с водой.

Ряд активности и условия реакции

Для школьных задач достаточно помнить фрагмент ряда: \(​\mathrm{K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au}\). Чем левее расположен металл, тем обычно выше его восстановительная способность. Водород включают в ряд как ориентир для реакций металлов с кислотами, но в реакциях с солями его не вытесняют.

Металл в растворе солиМеталл-пластинкаРезультат
Cu^{2+}FeРеакция идёт: выделяется Cu
Fe^{2+}CuРеакция не идёт
Ag^+CuРеакция идёт: выделяется Ag
Zn^{2+}MgРеакция идёт: выделяется Zn

Для реакции необходим раствор соли, а не просто твёрдая смесь веществ. В школьных заданиях предполагают, что соль растворима и металл контактирует с раствором. Если металл уже стоит правее металла соли, он не может отдать электроны достаточно легко, поэтому видимого замещения не происходит.

Запомнить

\(​\mathrm{Cu + FeSO_4}\) — реакции нет: медь менее активна, чем железо. \(​\mathrm{Fe + CuSO_4}\) — реакция идёт: железо активнее меди.

Микро-проверка

Какая реакция возможна в водном растворе?

Как составить уравнение реакции

Решение удобно выполнять по алгоритму. Сначала определите металлы: металл в чистом виде и металл, входящий в состав соли. Затем сравните их положение в ряду активности. Если чистый металл активнее, запишите продукты: его соль и выделившийся металл. После этого составьте формулы продуктов по зарядам и расставьте коэффициенты.

  1. Запишите формулы исходных веществ.
  2. Сравните активность двух металлов.
  3. Решите, идёт ли реакция.
  4. Составьте формулу новой соли с тем же кислотным остатком.
  5. Уравняйте число атомов каждого элемента.
  6. При необходимости укажите, что металл выделяется из раствора.
№
Разобранный пример

Определить, что произойдёт при погружении алюминиевой пластинки в раствор сульфата меди(II).

1
Сравниваем алюминий и медь в ряду активности: алюминий расположен левее меди, значит, он активнее.
\(\displaystyle \mathrm{Al > Cu}\)
2
Алюминий вытесняет медь из её соли. Продукты — сульфат алюминия и медь.
\(\displaystyle \mathrm{Al + CuSO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + Cu}\)
3
В формуле сульфата алюминия нужны два иона \mathrm{Al^{3+}} и три иона \mathrm{SO_4^{2-}}. Для сохранения числа сульфат-ионов ставим 3 перед \mathrm{CuSO_4}, а перед алюминием и медью — 2 и 3.
\(\displaystyle \mathrm{2Al + 3CuSO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3Cu}\)

Наблюдения: поверхность алюминия может покрываться красноватым налётом меди, а голубая окраска раствора сульфата меди ослабевает. Однако алюминий покрыт прочной оксидной плёнкой, поэтому в реальном опыте реакция может начинаться медленно. В учебном уравнении плёнку обычно не учитывают.

2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3CuАлюминий вытесняет медь из раствора сульфата меди(II).

Ионные уравнения и признаки реакции

Полное ионное уравнение показывает все растворимые сильные электролиты в виде ионов. Сокращённое ионное уравнение оставляет только частицы, которые действительно изменяются. Например, для реакции железа с сульфатом меди(II):

\[\mathrm{Fe + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu}\]

Сульфат-ионы \(​\mathrm{SO_4^{2-}}\) сокращаются, потому что присутствуют и слева, и справа. В реакции могут наблюдаться выделение нового металла на поверхности, изменение окраски раствора, растворение исходной пластинки. Но отсутствие заметного признака не всегда означает отсутствие реакции: некоторые процессы идут медленно или дают мало продукта.

СитуацияПримерВывод
Активный металл + соль менее активногоZn + CuSO_4Реакция идёт
Неактивный металл + соль более активногоCu + ZnSO_4Реакции нет
Одинаковый металл в соли и в пластинкеCu + CuSO_4Замещения нет
Щелочной металл в водеNa + CuSO_4В школьной задаче сначала учитывают реакцию Na с водой
!
Частые ошибки

1. Нельзя менять кислотный остаток местами: при реакции \(​\mathrm{Fe + CuCl_2}\) образуется \(​\mathrm{FeCl_2}\), а не сульфат или гидроксид. 2. Нельзя считать реакцию возможной только потому, что два вещества соприкасаются. Сначала проверяйте ряд активности. 3. Не путайте коэффициенты и индексы: коэффициент меняет число частиц, индекс — состав вещества. 4. Алюминий учитывают как активный металл, если в условии отдельно не сказано о защитной оксидной плёнке.

Приём для тестов

Закройте кислотный остаток и сравнивайте только металлы. Например, в реакции \(​\mathrm{Mg + FeCl_2}\) достаточно увидеть, что \(​\mathrm{Mg}\) левее \(​\mathrm{Fe}\). Значит, реакция идёт, а остаток \(​\mathrm{Cl^-}\) переходит к магнию: \(​\mathrm{MgCl_2}\).

Связь с другими реакциями металлов

Реакции солей с металлами нужно отличать от реакций металлов с кислотами и реакций металлов с водой. В реакции с солью металл вытесняет другой металл, а в реакции с кислотой активный металл обычно вытесняет водород. Не следует автоматически переносить правило на концентрированные окисляющие кислоты: для них действуют особые условия, описанные на странице металлы и концентрированные кислоты. Формулы солей и кислотных остатков удобно повторить по страницам классификация солей и формулы кислотных остатков.

Q
Быстрый тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · ряд активности
Какая реакция идёт?
Главное за минуту

Главное

  • Реакция металла с солью — реакция замещения: активный металл вытесняет менее активный.
  • Возможность реакции определяют по ряду активности; сравнивают только два металла.
  • Продукты обычно представляют собой новую соль и выделившийся металл.
  • При составлении уравнения сохраняют кислотный остаток, правильно составляют формулы солей и расставляют коэффициенты.
  • В ионном уравнении сокращают ионы-наблюдатели; для Fe + CuSO_4 это сульфат-ионы.