Номер 2, страница 115, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Составьте уравнения реакций, характеризующих химические свойства цинка.

Цинк (Zn) — металл средней активности, расположенный в II группе, побочной подгруппе, четвёртом периоде Периодической системы химических элементов. Он проявляет амфотерные свойства, т.е. реагирует и с кислотами, и со щелочами. Ниже приведены уравнения реакций, характеризующие его основные химические свойства.

1. Взаимодействие с простыми веществами (неметаллами)

Цинк проявляет восстановительные свойства, реагируя при нагревании со многими неметаллами.

Решение:

а) С кислородом. При сильном нагревании (около 500o C) цинк горит на воздухе сине-зелёным пламенем, образуя белый порошок оксида цинка:

$2Zn + O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO$

б) С галогенами. Реакция с хлором протекает при комнатной температуре, если цинк в виде порошка:

$Zn + Cl_2 \rightarrow ZnCl_2$

в) С серой. При сплавлении цинка с серой образуется сульфид цинка:

$Zn + S \xrightarrow{t} ZnS$

Ответ: $2Zn + O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO$; $Zn + Cl_2 \rightarrow ZnCl_2$; $Zn + S \xrightarrow{t} ZnS$.

2. Взаимодействие с кислотами

Как металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода, цинк реагирует с кислотами-неокислителями с выделением водорода. С кислотами-окислителями (азотной и концентрированной серной) реакция идёт с образованием других продуктов.

Решение:

а) С кислотами-неокислителями (например, с соляной или разбавленной серной кислотой):

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

б) С концентрированной серной кислотой. В зависимости от условий, сера может восстанавливаться до $SO_2$, $\text{S}$ или $H_2S$. Типичная реакция:

$Zn + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

в) С азотной кислотой. Продукты восстановления азота зависят от концентрации кислоты. С очень разбавленной кислотой может образоваться нитрат аммония:

$4Zn + 10HNO_3(\text{оч. разб.}) \rightarrow 4Zn(NO_3)_2 + NH_4NO_3 + 3H_2O$

Ответ: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$; $Zn + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$; $4Zn + 10HNO_3(\text{оч. разб.}) \rightarrow 4Zn(NO_3)_2 + NH_4NO_3 + 3H_2O$.

3. Взаимодействие со щелочами (амфотерные свойства)

Цинк — амфотерный металл, поэтому он растворяется в растворах и расплавах щелочей.

Решение:

а) С водным раствором щёлочи. Образуется комплексная соль — тетрагидроксоцинкат — и выделяется водород:

$Zn + 2NaOH + 2H_2o \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2 \uparrow$

б) При сплавлении с твёрдой щёлочью. Образуется соль — цинкат:

$Zn + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$

Ответ: $Zn + 2NaOH + 2H_2o \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2 \uparrow$; $Zn + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$.

4. Взаимодействие с водой

В обычных условиях цинк покрыт плотной оксидной плёнкой, которая защищает его от реакции с водой. Однако при высокой температуре (в виде пара) вода реагирует с цинком.

Решение:

Раскалённый цинк реагирует с водяным паром с образованием оксида цинка и водорода:

$Zn + H_2O(\text{пар}) \xrightarrow{t} Zno + H_2 \uparrow$

Ответ: $Zn + H_2O(\text{пар}) \xrightarrow{t} Zno + H_2 \uparrow$.

5. Взаимодействие с растворами солей

Цинк, как более активный металл, вытесняет менее активные металлы (стоящие правее в ряду напряжений) из растворов их солей.

Решение:

Например, цинк вытесняет медь из раствора сульфата меди(II):

$Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu$

Ответ: $Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu$.