При взаимодействии металлов с соляной кислотой образуется водород в тех случаях, когда металл способен вытеснять водород из кислотного раствора. Это возможно для тех металлов, которые в ряду активности металлов находятся выше водорода.
Ряд активности металлов (электрохимический ряд напряжений) выглядит следующим образом (от наиболее активного к наименее активному):
Li > K > Ba > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
Металлы, расположенные выше водорода, могут вытеснять его из кислот, образуя соответствующую соль и водород:
[ \text{Металл} + \text{HCl} \rightarrow \text{Металлическая соль} + \text{H}_2 ]
Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:
A) Ca, Ag
- Кальций (Ca) находится выше водорода в ряду активности и будет реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
[ \text{Ca} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2 ]
- Серебро (Ag) находится ниже водорода в ряду активности и не будет реагировать с соляной кислотой.
B) Cu, Na
- Мед (Cu) находится ниже водорода и не будет реагировать с соляной кислотой.
- Натрий (Na) находится выше водорода и будет реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
[ 2 \text{Na} + 2 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{H}_2 ]
C) Zn, Hg
- Цинк (Zn) находится выше водорода и будет реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
[ \text{Zn} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 ]
- Ртуть (Hg) находится ниже водорода и не будет реагировать с соляной кислотой.
D) Fe, Al
- Железо (Fe) находится выше водорода и будет реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
[ \text{Fe} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 ]
- Алюминий (Al) также находится выше водорода и будет реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
[ 2 \text{Al} + 6 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{AlCl}_3 + 3 \text{H}_2 ]
E) Mg, Au
- Магний (Mg) находится выше водорода и будет реагировать с соляной кислотой с выделением водорода.
[ \text{Mg} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 ]
- Золото (Au) находится ниже водорода и не будет реагировать с соляной кислотой.
Таким образом, металлы, которые будут реагировать с соляной кислотой с образованием водорода, это:
- Из варианта A: Ca
- Из варианта B: Na
- Из варианта C: Zn
- Из варианта D: Fe и Al
- Из варианта E: Mg
Соответственно, правильными ответами на вопрос будут:
A) Ca,
B) Na,
C) Zn,
D) Fe, Al,
E) Mg.