Номер 1, страница 224 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 48. Цинк. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 1, страница 224.

Условие.

1. Как доказать, что оксид и гидроксид цинка амфотерны?

Решение.

Решение 2.

Амфотерность – это способность химического соединения проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и основные свойства. Чтобы доказать, что оксид и гидроксид цинка являются амфотерными, необходимо провести реакции, демонстрирующие их взаимодействие как с кислотами, так и с основаниями (щелочами).

1. Доказательство амфотерности оксида цинка ($ZnO$)

Нужно показать, что оксид цинка реагирует и с сильной кислотой, и с сильным основанием.

а) Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств):

Оксид цинка реагирует с сильными кислотами, например, с соляной кислотой ($HCl$), с образованием соли и воды. В этой реакции $ZnO$ выступает в роли основного оксида.
$ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$

б) Взаимодействие со щелочью (проявление кислотных свойств):

Оксид цинка реагирует с раствором щелочи при нагревании или при сплавлении. В этой реакции $ZnO$ выступает в роли кислотного оксида.

При реакции с водным раствором щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$), образуется комплексная соль — тетрагидроксоцинкат натрия:
$ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

При сплавлении со щелочью образуется средняя соль — цинкат натрия:
$ZnO + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2ZnO_2 + H_2O$

Так как оксид цинка ($ZnO$) реагирует и с кислотами, и со щелочами, он является амфотерным оксидом.

2. Доказательство амфотерности гидроксида цинка ($Zn(OH)_2$)

Аналогично оксиду, для доказательства амфотерности гидроксида цинка нужно показать его способность реагировать и с кислотами, и со щелочами.

а) Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств):

Гидроксид цинка, будучи нерастворимым основанием, легко реагирует с кислотами, например, с серной кислотой ($H_2SO_4$), образуя соль и воду (реакция нейтрализации).
$Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$

б) Взаимодействие со щелочью (проявление кислотных свойств):

Гидроксид цинка растворяется в избытке раствора щелочи, проявляя кислотные свойства (его можно рассматривать как цинковую кислоту $H_2ZnO_2$). В результате реакции с гидроксидом натрия ($NaOH$) образуется комплексная соль — тетрагидроксоцинкат натрия.
$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Так как гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) реагирует и с кислотами, и со щелочами, он является амфотерным гидроксидом.

Ответ: Чтобы доказать амфотерность оксида и гидроксида цинка, необходимо экспериментально показать, что они реагируют как с сильными кислотами (например, $HCl$ или $H_2SO_4$), так и с сильными основаниями (щелочами, например, $NaOH$). В реакциях с кислотами они проявляют основные свойства, образуя соль и воду. В реакциях со щелочами они проявляют кислотные свойства, образуя комплексные соли (гидроксокомплексы) или средние соли (цинкаты) при сплавлении. Эта двойственность химических свойств и является доказательством их амфотерности.