a)

Poniżej podkreślono symbol użytego metalu:

Al

Zn

Cu

Fe

Mn

Cr

Mg

Al

b)

Równania reakcji:

$\mathrm{Mn}+\mathrm{Zn}(\mathrm{NO}{}_3){}_2\to \mathrm{Mn}(\mathrm{NO}{}_3){}_2+\mathrm{Zn}$

$2\mathrm{Al}+3\mathrm{Mn}(\mathrm{NO}{}_3){}_2\to 2\mathrm{Al}(\mathrm{NO}{}_3){}_3+3\mathrm{Mn}$

 

---

Wyjaśnienie:

Reakcja metalu z solą innego metalu zachodzi wtedy, gdy metal bardziej aktywny (o niższej wartości potencjału standardowego redukcji) wypiera metal mniej aktywny (o wyższej wartości potencjału) z soli.

Wiemy, że metal X wypiera cynk z Zn(NO₃)₂ zatem metal X musi mieć niższy niż potencjał niż cynk ($E_{\mathrm{Zn}{}^{2+}|\mathrm{Zn}}^o=-0,762\mathrm{V}$). Dodatkowo, glin wypiera metal X z soli, zatem potencjał metalu X jest wyższy niż potencjał glinu ($E_{\mathrm{Al}{}^{3+}|\mathrm{Al}}^o=-1,676\mathrm{V}$). Warunek ten spełniają następujące spośród podanych w zadaniu metali:

• Mn ($E_{\mathrm{Mn}{}^{2+}|\mathrm{Mn}}^o=-1,185\mathrm{V}$)
• Cr ($E_{\mathrm{Cr}{}^{2+}|\mathrm{Cr}}^o=-0,913\mathrm{V}$)

Roztwory jonów chromu 2+ nie są jednak trwałe, zatem metalem X jest mangan (prawdopodobnie zadanie było dostosowane do wcześniejszej wersji tablic maturalnych, w których nie był wymieniony potencjał redukcji układu Cr²⁺|Cr lecz Cr³⁺|Cr, który nie spełnia warunków zadania).