Для вытеснения металла из раствора его соли, нужно использовать более активный металл. Активность металлов определяется по ряду напряжений металлов.
Ряд напряжений металлов выглядит примерно так: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
Чем левее металл в ряду, тем он активнее.
В данном случае, мы хотим вытеснить медь (Cu) из раствора ее соли. Это значит, что металл, который мы будем использовать, должен стоять в ряду напряжений левее меди.
Рассмотрим предложенные варианты:
Таким образом, для вытеснения меди из раствора ее соли можно использовать натрий, кальций и железо.
Однако, в задачах такого типа часто подразумевается, что металл должен быть значительно активнее, и не вступать в нежелательные реакции с водой (если раствор водный). Натрий и кальций — щелочные металлы, они бурно реагируют с водой. Железо же является более подходящим реагентом в водных растворах солей, так как оно реагирует с солями менее активных металлов, но с водой реагирует медленно.
Если бы вопрос был «какой металл может вытеснить медь», то Na, Ca, Fe подходили бы. Но если мы говорим о практическом применении в водном растворе, то железо — наиболее типичный пример.
Давайте еще раз проверим ряд напряжений: Na, Ca, Fe, Cu, Ag.
Все металлы, стоящие левее меди (Na, Ca, Fe), могут вытеснить ее из раствора соли.
Если это тест с одним правильным ответом, то нужно выбрать наиболее подходящий вариант. Часто в таких случаях подразумевают использование металлов, которые не бурно реагируют с водой.
Железо (Fe) — классический пример вытеснения менее активного металла из раствора его соли.
Пример реакции: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Натрий и кальций, хотя и более активные, в водном растворе сначала прореагируют с водой: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2.
Серебро менее активно, поэтому оно не вытеснит медь.
Следовательно, наиболее подходящий ответ — 4) железо.
Обоснование: Железо является более активным металлом, чем медь, согласно ряду напряжений металлов. Поэтому оно может вытеснить медь из раствора ее соли, например, в реакции: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.