Реакция металлов с купоросом
Статья к заданиюКак «болеет» железо
Прочитайте текст и выполните задания.
Первое железо, с которым столкнулось человечество, было из метеоритов. Это было химически чистое железо, устойчивое к коррозии и хорошо «сопротивляющееся» действию кислот. Однако ничтожные примеси лишают железо этих свойств и повышают его реакционную способность: оно реагирует с некоторыми неметаллами (S, Cl₂), кислотами (HCl, HNO₃) и солями (CuSO₄, AgNO₃). В силу достаточной химической активности железо на земле встречается преимущественно в виде соединений.
При наличии кислорода, воды и достаточного времени практически любая масса изделий из железа в конечном итоге полностью преобразуется в ржавчину и разрушается (корродирует).
На земном шаре ежегодно «болеет» ржавчиной такое количество железа, которое равняется четверти его годовой добычи. Процесс коррозии можно условно выразить следующей схемой:
Fe + O₂ + H₂O → Fe₂O₃·nH₂O.
Как видно из схемы, ржавчина состоит из гидратированного оксида железа(III) Fe₂O₃·nH₂O и гидроксидов железа (FeO(OH), Fe(OH)₃).
Для борьбы с ржавчиной применяются различные методы. Например, железо смешивают с другими веществами (добавками) и получают сплавы. Наиболее известные из них – сталь и чугун.
По значению для человека железо является металлом № 1.
Используя сведения из приведённого материала и знания о химических свойствах металлов, объясните, почему раствор медного купороса $\mathrm{CuSO_4}$ не рекомендуется приготавливать и хранить в железном или оцинкованном ведре. Спрогнозируйте изменения, которые произойдут, если железо или цинк поместить в голубой раствор медного купороса, и составьте уравнения реакций.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 2. Известно, что раствор медного купороса (CuSO4) не рекомендуется приготавливать и хранить в железном или оцинкованном ведре. Объясните причины таких ограничений. Спрогнозируйте изменения, которые произойдут, если любой из названных металлов поместить в голубой раствор медного купороса. Дайте объяснение произошедшим изменениям с химической точки зрения (составьте уравнение данной реакции). | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Сравните активность железа и цинка с активностью меди в ряду активности металлов.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Более активный металл вытесняет менее активную медь из раствора её соли: металл замещает медь в соединении.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Для железа: $\mathrm{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu}$. Для цинка: $\mathrm{Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu}$. На поверхности выделяется красноватая медь, а голубая окраска раствора ослабевает.