Номер 5-120, страница 65 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-120. Напишите уравнения реакций, в результате которых можно получить

а) нитрат цинка,

б) хлорид меди(II).

Постарайтесь найти возможно большее число принципиально разных способов.

а) Способы получения нитрата цинка $Zn(NO_3)_2$

Нитрат цинка, соль металла средней активности и сильной азотной кислоты, можно получить несколькими принципиально различными способами, которые основаны на разных типах химических реакций и исходных веществах.

1. Взаимодействие металла с кислотой. Цинк стоит в ряду активности металлов до водорода, поэтому он реагирует с кислотами. С азотной кислотой реакция носит окислительно-восстановительный характер, и её продукты зависят от концентрации кислоты. Например, реакция с концентрированной азотной кислотой:

$Zn + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

2. Взаимодействие амфотерного оксида с кислотой. Оксид цинка ($ZnO$) проявляет амфотерные свойства и реагирует с сильными кислотами с образованием соли и воды:

$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$

3. Взаимодействие амфотерного гидроксида с кислотой. Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$), как и оксид, является амфотерным и вступает в реакцию нейтрализации с азотной кислотой:

$Zn(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2H_2O$

4. Взаимодействие соли цинка солеобразующей более слабой кислоты с азотной кислотой. Например, карбонат цинка реагирует с азотной кислотой, так как образуется слабая и неустойчивая угольная кислота, которая разлагается на воду и углекислый газ:

$ZnCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

5. Реакция обмена между двумя растворимыми солями. Эта реакция возможна, если один из продуктов реакции является нерастворимым веществом (выпадает в осадок). Нитрат цинка хорошо растворим в воде, поэтому нужно подобрать реагенты так, чтобы второй продукт был осадком. Например, реакция сульфата цинка с нитратом бария:

$ZnSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + BaSO_4\downarrow$

6. Вытеснение менее активного металла из его соли более активным. Цинк является более активным металлом, чем, например, медь, поэтому он может вытеснить её из раствора соли:

$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu\downarrow$

Ответ:

$Zn + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

$ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O$

$Zn(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2H_2O$

$ZnCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

$ZnSO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + BaSO_4\downarrow$

$Zn + Cu(NO_3)_2 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + Cu\downarrow$

б) Способы получения хлорида меди(II) $CuCl_2$

Хлорид меди(II), соль малоактивного металла и сильной соляной кислоты, можно получить следующими способами:

1. Прямой синтез из простых веществ. Медь реагирует с газообразным хлором при нагревании, образуя хлорид меди(II):

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

2. Взаимодействие основного оксида с кислотой. Оксид меди(II) ($CuO$) является основным оксидом и легко растворяется в сильных кислотах, таких как соляная:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

3. Взаимодействие нерастворимого основания с кислотой. Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) — нерастворимое основание, которое вступает в реакцию нейтрализации с соляной кислотой:

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

4. Взаимодействие соли меди солеобразующей более слабой кислоты с соляной кислотой. Карбонат меди(II) реагирует с соляной кислотой с выделением углекислого газа:

$CuCO_3 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

5. Реакция обмена между солями. По аналогии с получением нитрата цинка, можно провести реакцию между растворимой солью меди и растворимым хлоридом, если в результате образуется нерастворимая соль:

$CuSO_4 + BaCl_2 \rightarrow CuCl_2 + BaSO_4\downarrow$

6. Взаимодействие металла с кислотой в присутствии окислителя. Медь стоит в ряду активности после водорода и не вытесняет его из кислот-неокислителей. Однако в присутствии сильного окислителя, например, кислорода воздуха, реакция становится возможной:

$2Cu + 4HCl + O_2 \rightarrow 2CuCl_2 + 2H_2O$

Ответ:

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

$CuCO_3 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

$CuSO_4 + BaCl_2 \rightarrow CuCl_2 + BaSO_4\downarrow$

$2Cu + 4HCl + O_2 \rightarrow 2CuCl_2 + 2H_2O$