Номер 74, страница 245 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.74. Как получают средний и основный карбонаты цинка? Приведите уравнения реакций.

Получение среднего карбоната цинка

Средний (нормальный) карбонат цинка ($ZnCO_3$) нельзя получить прямой реакцией обмена между водными растворами соли цинка и карбоната щелочного металла, так как из-за сильного гидролиза ионов $Zn^{2+}$ и $CO_3^{2-}$ в осадок выпадает основный карбонат цинка. Для получения среднего карбоната необходимо проводить реакцию в условиях, подавляющих гидролиз.

1. Взаимодействие растворимой соли цинка с гидрокарбонатом щелочного металла. Гидрокарбонат-ион ($HCO_3^-$) создает менее щелочную среду, чем карбонат-ион, что предотвращает образование гидроксосоединений цинка.

Уравнение реакции: $ZnCl_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow ZnCO_3 \downarrow + 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Пропускание углекислого газа через водную суспензию гидроксида цинка. Избыток углекислого газа смещает равновесие в сторону образования среднего карбоната.

Уравнение реакции: $Zn(OH)_2 + CO_2 \rightarrow ZnCO_3 \downarrow + H_2O$

Ответ: Средний карбонат цинка ($ZnCO_3$) получают либо реакцией растворимой соли цинка с раствором гидрокарбоната щелочного металла (например, $ZnCl_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow ZnCO_3 \downarrow + 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$), либо пропуская углекислый газ через суспензию гидроксида цинка ($Zn(OH)_2 + CO_2 \rightarrow ZnCO_3 \downarrow + H_2O$).

Получение основного карбоната цинка

Основный карбонат цинка образуется в результате реакции обмена между растворимой солью цинка (например, $ZnSO_4$) и растворимым карбонатом щелочного металла (например, $Na_2CO_3$) в водном растворе. Образование основной соли является следствием совместного необратимого гидролиза катиона цинка и карбонат-аниона. Состав продукта может варьироваться, общая формула гидроксокарбоната цинка может быть записана как $(ZnOH)_2CO_3$.

Уравнение реакции: $2ZnSO_4 + 2Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow (ZnOH)_2CO_3 \downarrow + 2Na_2SO_4 + CO_2 \uparrow$

Ответ: Основный карбонат цинка (например, $(ZnOH)_2CO_3$) получают при взаимодействии водного раствора соли цинка с раствором карбоната щелочного металла. Уравнение реакции: $2ZnSO_4 + 2Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow (ZnOH)_2CO_3 \downarrow + 2Na_2SO_4 + CO_2 \uparrow$.