home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter5.4c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  7KB  |  178 lines
  1. à 5.4cèSïgle Replacement Reactions
  2. äèPlease complete å/or balance ê followïg sïgle replacement reactions.
  3. âèWhat are ê products ïcludïg ê coefficients when Zn reacts
  4. with AgN0╕(aq)?èMetals will replace oêr less active metals.èZn is a
  5. more active metal than Ag å can replace ê Ag.èZïc forms a +2 ion,
  6. å silver exists as Agó ï ê silver nitrate.èConsequently, two silver
  7. nitrates react with oneèzïc.èThe balanced reaction is
  8.         Zn(s) + 2AgNO╕(aq) ───¥ Zn(NO╕)╖(aq) + 2Ag(s).
  9.  
  10. éSèA sïgle replacement reaction is ê substitution ç one element
  11. ï a compound by anoêr more reactive element.èThe outcome ç êse
  12. reactions ïvolvïg metals can be predicted usïg ê activity series for
  13. ê metals.èAlthough hydrogen is not a metal, it is ïcluded ï ê
  14. series because most metals will displace hydrogen from acids.èThe series
  15. with some ç ê more common metals is:
  16.  
  17. Li, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H╖, Cu,
  18.  
  19. Hg, Ag, Pt, Au.
  20.  
  21. In this list, ê most active metal is lithium, å ê least active
  22. metal is gold, Au.èA metal can replace any metal followïg it ï ê
  23. list.èThe ions that result from êse reactions are (e.g. Na forms Naó):
  24.  
  25. Lió, Kó, Baìó, Srìó, Caìó, Naó, Mgìó, AlÄó, Mnìó, Znìó, CrÄó, Feìó, Coìó,
  26.  
  27. Niìó, Snìó, Pbìó, Hó, Cuìó, Hgìó, Agó, Ptìó, AuÄó.
  28.  
  29. Usïg ê list, we can predict that Na will displace alumïum from its
  30. salts.èFor example, ê followïg reaction does occur.
  31.  
  32.         3Na(s) + AlCl╕(s) ──¥ 3NaCl(s) + Al(s).
  33.  
  34. On ê oêr hå, zïc will not displace alumïum, so ê followïg com-
  35. bïation would not react.
  36.  
  37.         Zn(s) + AlCl╕ ──¥ no reaction.
  38.  
  39. These reaction are relatively simple examples ç oxidation-reduction
  40. reactions, which we will consider ï more detail latter.èOxidation-
  41. reduction or redox reactions are driven by greedïess for electrons.
  42. In ê above reaction between sodium å alumïum chloride, alumïum
  43. wants electrons ë a greater extent than sodium does.èThe sodium gives
  44. its valence electron ë ê alumïum.èSpecies that provide electrons
  45. are called reducïg agents, so sodium is a reducïg agent.èThe species
  46. that accepts ê electrons are called oxidizïg agents.èIn this reac-
  47. tion, AlÄó is ê oxidizïg agent.èWe will discuss redox reactions agaï
  48. ï ê sections on electrochemistry.
  49.  1èWhich one ç ê followïg is ê correct sïgle replacement
  50. reaction?
  51.  
  52.     A) Mg(s) + 2HCl(aq) ───¥ MgCl╖(aq) + H╖(g).
  53.     B) Mg(s) + Ca(NO╕)╖(aq) ───¥ Mg(NO╕)╖(aq) + Ca(s).
  54.     C) Mg(s) + 2HCl(aq) ───¥ MgH╖(aq) + Cl╖(g).
  55.     D) Mg(s) + Ca(NO╕)╖(aq) ───¥ MgCa(s) + 2NO╕(aq).
  56. üèMagnesium precedes hydrogen ï ê activity series, so Mg can
  57. displace hydrogen from acids.èMg follows Ca å will not displace
  58. calcium from its salts or solutions.èThe magnesium forms a +2 ion å
  59. ê HCl contaïs ê chloride ion.èThe formula ç magnesium chloride is
  60. MgCl╖.èTo balance ê Cl, two HCl molecules are needed for each Mg.
  61. The balanced replacement reaction is:
  62.     Mg(s) + 2HCl(aq) ───¥ MgCl╖(aq) + H╖(g).
  63. Ç A
  64.  2èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  65.     è Al å Fe╖O╕.è__ Al + __ Fe╖O╕ ──¥ ?
  66.  
  67.     A) 3Al╖Fe╕ + 3O╕.        B) 4AlFe + 3O╖.
  68.  
  69.     C) Al╖O╕è+ 2Fe.        D) No Reaction
  70. üèAlumïum precedes Fe ï ê activity series å will replace Fe.
  71. In Fe╖O╕, ê iron exists as FeÄó å oxygen exists as ê oxide ion.
  72. Alumïum donates three electrons ë form AlÄó, which matches ê number
  73. that FeÄó needs ë form ê neutral metal.èTwo Al react with one Fe╖O╕.
  74. The balanced reaction is
  75.         2Al + Fe╖O╕ ───¥ Al╖O╕è+ 2Fe.
  76. Ç C
  77.  3èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  78.     è K å MgCl╖.è__ K + __ MgCl╖ ──¥ ?
  79.  
  80.     A) 2KCl + Mg.        B) KMg + Cl╖.
  81.  
  82.     C) KCl╖ + Mg.         D) No Reaction
  83. üèPotassium is a more active metal than magnesium å will replace
  84. Mg.èMagnesium chloride consists ç Mgìó å Clú ions.èSïce each K
  85. provides one electron, two potassium aëms must react for each MgCl╖.
  86. The balanced reaction is
  87.         2K + MgCl╖ ───¥ 2KCl + Mg.
  88. Ç A
  89.  4èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  90.     è Zn å CuSO╣.è__ Zn + __ CuSO╣ ───¥ ?
  91.  
  92.     A) ZnSO╣ + Cu.        B) ZnO + CuO + SO╖.
  93.  
  94.     C) ZnSO╕ + CuO.        D) No Reaction
  95. üèIn a sïgle replacement reaction ïvolvïg metals å metal
  96. cations, one metal simply replaces ê oêr ï ê ionic compound.
  97. Zïc is a more active metal than copper å will replace ê copper ï
  98. ê copper(II) sulfate.èSïce Zn donates two electrons ï êse reac-
  99. tions, only one Zn is required for each Cu ï CuSO╣.èThe balanced reac-
  100. tion is
  101.         Zn + CuSO╣ ───¥ ZnSO╣ + Cu.
  102. Ç A
  103.  5èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  104.     è Fe å NaBr.è__ Fe + __ NaBr ───¥ ?
  105.  
  106.     A) FeBr╖ + 2Na.        B) FeBr╕ + 3Na.
  107.  
  108.     C) FeNa╖ + Br╖.        D) No Reaction
  109. üèSodium is a more active metal than iron, so iron can NOT replace
  110. sodium from its salts.èNo reaction occurs between êse substances.
  111. Ç D
  112.  6èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  113.     è K å AlBr╕.è__ K + __ AlBr╕ ───¥ ?
  114.  
  115.     A) Al + KBr + Br╖.        B) Al + 3KBr.
  116.  
  117.     C) 2K╕Al + 3Br╖.         D) No Reaction
  118. üèPotassium is a more active metal than alumïum å will replace
  119. Al.èAlumïum bromide consists ç AlÄó å Brú ions.èSïce each K
  120. provides one electron, three potassium aëms must react for each AlBr╕.
  121. The balanced reaction is
  122.         3K + AlBr╕ ───¥ Al + 3KBr.
  123. Ç B
  124.  7èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  125.     è Sn å HCl.è__ Sn + __ HCl ───¥ ?
  126.  
  127.     A) 2SnCl + H╖(g).    B) SnCl╖ + H╖(g).
  128.  
  129.     C) SnH╖ + Cl╖(g).    D) No Reaction.
  130. üèTï, Sn, precedes H╖ ï ê activity series, so tï will react
  131. with acids ë release hydrogen.èIn this reaction, ê tï forms Snìó.
  132. With oêr acids, SnÅó can form but we are not ready ë discuss those
  133. reactions.èSïce hydrochloric acid contaïs ê Hó ion, each tï will
  134. react with two HCl units.èThe balanced reaction is
  135.         Sn + 2HCl ───¥ SnCl╖ + H╖(g).
  136. Ç B
  137.  8èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  138.     è Cu å AgNO╕.è__ Cu + __ AgNO╕ ───¥ ?
  139.  
  140.     A) Cu(NO╖)╖ + 2AgO.        B) CuO + AgNO╖.
  141.  
  142.     C) Cu(NO╕)╖ + 2Ag.         D) No Reaction
  143. üèIn a sïgle replacement reaction ïvolvïg metals å metal
  144. cations, one metal simply replaces ê oêr ï ê ionic compound.
  145. Copper is a more active metal than silver å will replace ê silver ï
  146. ê silver nitrate.èSïce Cu donates two electrons ï êse reactions,
  147. one Cu requires two AgNO╕ ë make ê electron transfer balance.
  148. The balanced reaction is
  149.         Cu + 2AgNO╕ ───¥ Cu(NO╕)╖ + 2Ag.
  150. Ç C
  151.  9èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  152.     è Cu å HCl.è__ Cu + __ HCl ───¥ ?
  153.  
  154.     A) 2CuCl + H╖(g).        B) CuCl╖ + H╖(g).
  155.  
  156.     C) CuH╖ + Cl╖(g).        D) No Reaction
  157. üèH╖ donates electrons more readily than Cu does.èConsequently, Cu
  158. will not replace Hó, which would form H╖, from nonoxidizïg acids like
  159. HCl.èNo reaction occurs between Cu å HCl.
  160. Ç D
  161.  10èComplete å balance ê sïgle replacement reaction between
  162.     è H╖(g) å AuCl╕.è__ H╖(g) + __ AuCl╕ ───¥ ?
  163.  
  164.     A) 2AuH + 3Cl╖.        B) AuH + 3HCl.
  165.  
  166.     C) 2Au + 6HCl.         D) No Reaction
  167. üèHydrogen comes before gold, Au, ï ê activity series.èGold
  168. will be replaced by hydrogen.èThe gold(III) chloride consists ç AuÄó
  169. å Clú ions.èHydrogen provides two electrons, while gold needs three.
  170. Two å three are facërs ç six, so two gold ions will accept six elec-
  171. trons from three hydrogen molecules.èThe chloride ion just goes along 
  172. for ê ride.èThe balanced reaction is
  173.         3H╖(g) + 2AuCl╕ ───¥ 2Au + 6HCl.
  174. Ç C
  175.  
  176.  
  177.  
  178.