Задание №18 — Теоретические основы химии

Задание №18

Из предложенного перечня выберите все реакции, которые при одинаковых температуре и концентрации кислот протекают с меньшей скоростью, чем взаимодействие гранул цинка с соляной кислотой.

1) взаимодействие гранул магния с соляной кислотой

2) взаимодействие гранул цинка с уксусной кислотой

3) взаимодействие порошка магния с серной кислотой

4) взаимодействие раствора гидроксида бария и соляной кислоты

5) взаимодействие гранул железа с раствором уксусной кислоты

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения этой задачи нам необходимо сравнить скорость исходной реакции (цинк с соляной кислотой) со скоростями предложенных процессов. Скорость гетерогенной реакции (между твердым веществом и раствором) зависит от природы реагирующих веществ, концентрации реагентов, температуры и площади поверхности соприкосновения.

Исходная реакция: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑. Здесь реагирует металл средней активности (цинк) с сильной кислотой (соляной) в форме гранул.

Разберем каждый вариант ответа:

1) Взаимодействие гранул магния с соляной кислотой. Магний (Mg) находится в ряду активности металлов левее цинка, он является более активным металлом. При прочих равных условиях (форма гранул, концентрация кислоты) реакция с более активным металлом протекает быстрее. Этот вариант не подходит.

2) Взаимодействие гранул цинка с уксусной кислотой. Металл тот же (цинк), форма та же (гранулы). Однако уксусная кислота (CH₃COOH) является слабой кислотой, в отличие от сильной соляной кислоты. Концентрация ионов водорода H⁺ в растворе уксусной кислоты значительно ниже, поэтому скорость взаимодействия будет меньше. Этот вариант подходит.

3) Взаимодействие порошка магния с серной кислотой. Здесь действуют сразу два фактора ускорения: во-первых, магний активнее цинка; во-вторых, порошок имеет гораздо большую площадь поверхности, чем гранулы. Реакция протекает значительно быстрее. Этот вариант не подходит.

4) Взаимодействие раствора гидроксида бария и соляной кислоты. Это реакция ионного обмена в растворе (нейтрализация). Такие реакции протекают практически мгновенно, их скорость несоизмеримо выше, чем скорость растворения металла в кислоте. Этот вариант не подходит.

5) Взаимодействие гранул железа с раствором уксусной кислоты. Здесь действуют два фактора замедления: железо (Fe) менее активный металл, чем цинк (находится правее в ряду активности), и уксусная кислота слабее соляной. Скорость этой реакции будет однозначно меньше. Этот вариант подходит.

Таким образом, меньшую скорость по сравнению с исходной реакцией имеют процессы под номерами 2 и 5.

Ответ: 25

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №18Далее