Poprawna odpowiedź
ołów
Wskazówki do rozwiązania zadania
W opisanym doświadczeniu zachodzi reakcja metalu z jonami innego metalu (Cu2+) obecnymi w roztworze. Aby wybrać metal, który spełnia warunki zadania, trzeba sprawdzić, który z wymienionych metali reaguje z roztworem soli miedzi(II) oraz – jeżeli reaguje – w jakim stosunku masowym reakcja ta zachodzi. Zdolność reagowania z jonami Cu2+, a dokładniej ich redukcji, mają te metale, które w szeregu napięciowym znajdują się przed miedzią. Spośród metali wymienionych w zadaniu warunek ten spełniają glin, nikiel i ołów. Do stwierdzenia, który z nich został użyty w opisanym doświadczeniu, potrzebne jest określenie stosunku masowego wynikającego z równania reakcji zachodzącej w czasie doświadczenia. Masa substancji jest równa iloczynowi liczby moli i masy molowej tej substancji, a więc masa wydzielonej miedzi mCu = nCu · MCu, a masa roztworzonego metalu mMe = nMe · MMe. Masy molowe miedzi, glinu, niklu i ołowiu odczytujemy z układu okresowego pierwiastków chemicznych (wystarczy zaokrąglenie ich wartości do liczb całkowitych): MCu = 64 g · mol–1, MAl = 27 g · mol–1, MNi = 59 g · mol–1, MPb = 207 g · mol–1. W napisaniu równania reakcji znów pomocny będzie szereg napięciowy metali, ponieważ podane są w nim wzory kationów metali, które w reakcji powstają: widać, że zarówno nikiel, jak i ołów tworzą jony dwudodatnie (Ni2+, Pb2+), a glin – jony trójdodatnie (Al3+), z czego wynika, że reakcja jonów miedzi(II) z niklem i ołowiem przebiega według schematu:
Cu2+ + Me → Cu + Me2+, a więc 
Reakcja jonów miedzi(II) z glinem przebiega zgodnie z równaniem:
3Cu2+ + 2Al → 3Cu + 2Al3+, z którego wynika, że 
, a więc nCu2+ = 
dlatego 
co oznacza, że masa wydzielonej miedzi jest ok. 3,6 razy większa od masy roztworzonego glinu. Ponieważ w czasie doświadczenia stwierdzono, że masa blaszki po wyjęciu z roztworu była mniejsza od jej masy początkowej, oznacza to, że masa wydzielonej miedzi była mniejsza od masy metalu, który się roztworzył, zatem na pewno nie mógł to być glin. Pozostaje więc sprawdzenie stosunku masowego dla reakcji z niklem i ołowiem:
dla niklu 
, czyli masa roztworzonego niklu jest nieznacznie mniejsza od masy wydzielonej miedzi;
dla ołowiu 
, czyli masa roztworzonego ołowiu jest znacznie większa od masy wydzielonej miedzi. Metalem tym był więc ołów.
| Wymagania ogólne |
III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń […] projektuje […] doświadczenia chemiczne; |
| Wymagania szczegółowe |
7. Metale. Uczeń: 5) przewiduje kierunek przebiegu reakcji metali […] z roztworami soli, na podstawie danych zawartych w szeregu napięciowym metali; |
