Страница 38 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Лабораторный опыт 18

Поместите в две пробирки по 1–2 гранулы цинка. Затем прилейте: в первую пробирку 2 мл соляной кислоты, а во вторую пробирку 2 мл раствора серной кислоты. Что наблюдаете? Запишите соответствующие уравнения реакций.

Что наблюдаете?

При добавлении кислот к гранулам цинка в обеих пробирках начинается бурная химическая реакция. С поверхности гранул цинка наблюдается активное выделение пузырьков бесцветного газа без запаха — это водород ($H_2$). Гранулы цинка постепенно растворяются, так как металлический цинк превращается в растворимую соль. Реакции являются экзотермическими, поэтому пробирки могут незначительно нагреться.

Ответ: В обеих пробирках наблюдается выделение пузырьков газа и постепенное растворение гранул цинка.

Запишите соответствующие уравнения реакций.

Цинк ($Zn$) является металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, поэтому он способен вытеснять водород из растворов кислот (в данном случае соляной и серной). Эти реакции являются реакциями замещения.

1. Реакция в первой пробирке (цинк и соляная кислота):
Цинк реагирует с соляной кислотой ($HCl$), образуя хлорид цинка ($ZnCl_2$) и водород ($H_2$).
$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

2. Реакция во второй пробирке (цинк и серная кислота):
Цинк реагирует с серной кислотой ($H_2SO_4$), образуя сульфат цинка ($ZnSO_4$) и водород ($H_2$).
$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$

Ответ: Уравнение реакции для первой пробирки: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$. Уравнение реакции для второй пробирки: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$.

Запишите молекулярные уравнения реакций:

а) между цинком и соляной кислотой;

б) между цинком и серной кислотой.

а) между цинком и соляной кислотой

Решение:

Цинк ($Zn$) — металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода, поэтому он способен вытеснять водород из кислот. Соляная кислота имеет химическую формулу $HCl$. Реакция между цинком и соляной кислотой является реакцией замещения. В ходе этой реакции цинк замещает водород в кислоте, в результате чего образуется соль — хлорид цинка ($ZnCl_2$) — и выделяется газообразный водород ($H_2$).

Сначала запишем схему реакции:

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

Затем уравняем количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. В правой части у нас 2 атома водорода и 2 атома хлора, а в левой — по одному. Поэтому перед формулой соляной кислоты ($HCl$) необходимо поставить коэффициент 2.

Молекулярное уравнение реакции в окончательном виде:

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

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

б) между цинком и серной кислотой

Решение:

Аналогично предыдущему случаю, цинк ($Zn$) реагирует с разбавленной серной кислотой ($H_2SO_4$) по типу реакции замещения. Цинк, будучи более активным металлом, чем водород, вытесняет его из молекулы кислоты. Продуктами реакции являются соль — сульфат цинка ($ZnSO_4$) — и газообразный водород ($H_2$). Стоит отметить, что реакция с концентрированной серной кислотой протекала бы иначе, с образованием других продуктов восстановления серы.

Запишем схему реакции:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

Проверим, нужно ли расставлять коэффициенты. Подсчитаем количество атомов каждого элемента:

• Слева: 1 атом Zn, 2 атома H, 1 атом S, 4 атома O.
• Справа: 1 атом Zn, 2 атома H, 1 атом S, 4 атома O.

Количество атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения одинаково, следовательно, уравнение уже сбалансировано и дополнительные коэффициенты не требуются.

Ответ: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$