Задание №6 — Теоретические основы химии
Даны две пробирки с раствором бромида меди(II). В первую пробирку добавили металл Х, в результате наблюдали образование красноватого налёта на его поверхности. Во вторую пробирку добавили раствор
вещества Y. В этой пробирке произошла реакция, которую описывает сокращённое ионное уравнение
Cu2+ + S2– = CuS
Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые участвовали
в описанных реакциях.
| 1) | сероводород |
| 2) | железо |
| 3) | сульфид натрия |
| 4) | серебро |
| 5) | гидросульфид калия |
Правильный ответ
23
Пояснение
Решение.
Разберем условия задачи по порядку для каждой пробирки.
1. Поиск металла X (первая пробирка):
В пробирке находится раствор бромида меди(II) — CuBr2. При добавлении металла X на его поверхности образуется красноватый налет. Красноватый налет — это чистая медь (Cu), которая выделяется в результате реакции замещения. Чтобы металл вытеснил медь из раствора ее соли, он должен стоять в электрохимическом ряду напряжений левее меди.
Рассмотрим предложенные варианты:
- Железо (2) стоит в ряду напряжений левее меди, значит, оно может вытеснить медь: Fe + CuBr2 → FeBr2 + Cu↓. На поверхности железа появится красный налет меди.
- Серебро (4) стоит в ряду напряжений правее меди, поэтому оно не может вытеснить медь из раствора соли. Реакция не идет.
Следовательно, металл X — железо (2).
2. Поиск вещества Y (вторая пробирка):
Во второй пробирке протекает реакция, сокращенное ионное уравнение которой: Cu2+ + S2− → CuS↓.
Это уравнение показывает, что в реакцию вступают свободные ионы меди (из растворимой соли CuBr2) и свободные сульфид-ионы (S2−). Чтобы в ионном уравнении присутствовал ион S2−, исходное вещество Y должно быть сильным электролитом, то есть хорошо растворимой солью (сульфидом).
Рассмотрим варианты, содержащие серу:
- Сероводород (1) H2S — слабый электролит. В ионных уравнениях он записывается в молекулярном виде (H2S), а не в виде ионов S2−.
- Сульфид натрия (3) Na2S — хорошо растворимая соль, сильный электролит. В водном растворе полностью диссоциирует на ионы: Na2S → 2Na+ + S2−. Это вещество идеально подходит под сокращенное ионное уравнение.
- Гидросульфид калия (5) KHS — кислая соль. При ее диссоциации образуется гидросульфид-ион HS−. Сокращенное уравнение с ним выглядело бы иначе (с образованием ионов водорода или молекул воды в зависимости от среды).
Уравнение реакции: CuBr2 + Na2S → CuS↓ + 2NaBr.
Полное ионное уравнение: Cu2+ + 2Br− + 2Na+ + S2− → CuS↓ + 2Na+ + 2Br−.
Сокращенное ионное уравнение: Cu2+ + S2− → CuS↓.
Следовательно, вещество Y — сульфид натрия (3).
Ответ: X — 2 (железо), Y — 3 (сульфид натрия).
Источник: ФИПИ