Номер 1, страница 274 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

1. Налейте в пробирку 1—2 мл концентрированного раствора серной кислоты и опустите в неё гранулу цинка. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном видах, покажите переход электронов. Что в этой реакции является окислителем?

Решение

При взаимодействии металлического цинка ($Zn$) с концентрированной серной кислотой ($H_2SO_4$) протекает окислительно-восстановительная реакция. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем за счёт атома серы в высшей степени окисления +6. В отличие от реакции с разбавленной кислотой, водород не выделяется. Продуктами реакции являются соль (сульфат цинка, $ZnSO_4$), вода ($H_2O$) и продукт восстановления серы. Для цинка, как металла средней активности, основным продуктом восстановления серы является диоксид серы ($SO_2$).

Уравнение реакции в молекулярном виде:

Составляем уравнение реакции и уравниваем его с помощью метода электронного баланса.

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

Уравнение реакции в ионном виде:

Запишем полное и сокращенное ионные уравнения. В ионных уравнениях сильные электролиты записываются в виде ионов, а слабые электролиты, газы и осадки — в виде молекул. Концентрированная $H_2SO_4$ является сильным окислителем, и для отражения процесса в ионном виде участвующие в нем частицы ($H^+$ и $SO_4^{2-}$) записываются отдельно.

Полное ионное уравнение:

$Zn^0 + 4H^+ + 2SO_4^{2-} \rightarrow Zn^{2+} + SO_4^{2-} + SO_2 + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после исключения ионов $SO_4^{2-}$, которые не изменяются в ходе реакции и присутствуют в обеих частях уравнения):

$Zn + 4H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Zn^{2+} + SO_2 + 2H_2O$

Переход электронов:

Определим элементы, изменяющие степень окисления, и составим схему электронного баланса.

$\overset{0}{Zn} + 2H_2\overset{+6}{S}O_4 \rightarrow \overset{+2}{Zn}SO_4 + \overset{+4}{S}O_2 + 2H_2O$

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ | 1 | процесс окисления, цинк ($Zn$) — восстановитель

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 | процесс восстановления, сера ($S^{+6}$) — окислитель

Окислитель в реакции:

Окислителем является вещество, в состав которого входит элемент, принимающий электроны (т.е. понижающий свою степень окисления). В данной реакции сера понижает степень окисления с +6 до +4. Следовательно, окислителем является концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$).

Ответ: Молекулярное уравнение реакции: $Zn + 2H_2SO_4(конц.) \rightarrow ZnSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $Zn + 4H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Zn^{2+} + SO_2 + 2H_2O$. Схема перехода электронов: $Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ (окисление), $S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ (восстановление). Окислителем в данной реакции является концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$).