Номер 2, страница 111 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Получите в двух пробирках гидроксид цинка реакцией обмена и проведите эксперименты, характеризующие химические свойства этого соединения. Запишите молекулярные и ионные уравнения проведённых реакций.

Решение

Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) — это амфотерное основание, нерастворимое в воде. Его получают реакцией обмена между растворимой солью цинка и щелочью. Амфотерность означает, что он может реагировать как с кислотами, так и с основаниями.

1. Получение гидроксида цинка реакцией обмена

В две пробирки нальем раствор какой-либо растворимой соли цинка, например, сульфата цинка ($ZnSO_4$). Затем в каждую пробирку добавим по каплям раствор щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$). В результате реакции образуется белый студенистый осадок гидроксида цинка.

Молекулярное уравнение:

$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение:

$Zn^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение реакции получения: $ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$. Сокращенное ионное уравнение: $Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow$.

2. Эксперименты, характеризующие химические свойства гидроксида цинка

Проведенные эксперименты доказывают амфотерный характер гидроксида цинка.

а) Взаимодействие с кислотой

В первую пробирку с полученным осадком $Zn(OH)_2$ добавим раствор сильной кислоты, например, серной кислоты ($H_2SO_4$). Наблюдаем растворение осадка и образование прозрачного раствора соли цинка и воды. Это подтверждает основные свойства гидроксида цинка.

Молекулярное уравнение:

$Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Zn(OH)_2\downarrow + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Zn^{2+} + SO_4^{2-} + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$Zn(OH)_2\downarrow + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + 2H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение реакции с кислотой: $Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $Zn(OH)_2\downarrow + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + 2H_2O$.

б) Взаимодействие со щелочью

Во вторую пробирку с осадком $Zn(OH)_2$ добавим избыток раствора щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$). Наблюдаем растворение осадка с образованием прозрачного раствора комплексной соли — тетрагидроксоцинката натрия. Это подтверждает кислотные свойства гидроксида цинка.

Молекулярное уравнение:

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Полное ионное уравнение:

$Zn(OH)_2\downarrow + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + [Zn(OH)_4]^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Zn(OH)_2\downarrow + 2OH^- \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}$

Ответ: Молекулярное уравнение реакции со щелочью: $Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$. Сокращенное ионное уравнение: $Zn(OH)_2\downarrow + 2OH^- \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}$.