Номер 3, страница 108 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

3. В две пробирки налейте по 1—2 мл раствора серной кислоты. В одну пробирку поместите гранулу цинка, а в другую — кусочек медной проволоки (или стружки). Что наблюдаете? Объясните результаты. Напишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

Что наблюдаете?

В пробирку с раствором серной кислоты, в которую помещена гранула цинка, наблюдается активное выделение газообразного вещества (пузырьков газа) и постепенное растворение гранулы цинка.

В пробирку с раствором серной кислоты, в которую помещен кусочек медной проволоки, видимых изменений не наблюдается. Медь не растворяется, газ не выделяется.

Объясните результаты.

Наблюдаемые результаты объясняются положением металлов в электрохимическом ряду напряжений (ряду активности металлов).

Цинк находится в ряду напряжений до водорода, что означает, что цинк является более активным металлом, чем водород. Поэтому цинк способен вытеснять водород из разбавленных кислот. Происходит химическая реакция замещения, в результате которой образуется соль (сульфат цинка) и выделяется водород в виде газа.

Медь находится в ряду напряжений после водорода, что означает, что медь является менее активным металлом, чем водород. Поэтому медь не способна вытеснять водород из разбавленных кислот. Реакция между медью и разбавленной серной кислотой не происходит. (Примечание: концентрированная серная кислота может реагировать с медью, но это связано с ее окислительными свойствами, а не с вытеснением водорода).

Напишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции.

Реакция происходит только в пробирке с цинком.

Молекулярное уравнение реакции:

$Zn(s) + H_2SO_4(aq) \rightarrow ZnSO_4(aq) + H_2(g)$

Полное ионное уравнение реакции:

$Zn(s) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) + H_2(g)$

Сокращённое ионное уравнение реакции:

$Zn(s) + 2H^+(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + H_2(g)$

Ответ:

Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

Реакция между цинком и серной кислотой является окислительно-восстановительной реакцией (ОВР), так как в ходе реакции происходит изменение степеней окисления элементов.

Электронный баланс и процессы:

1. Окисление цинка: Цинк ($Zn^0$) отдает два электрона и переходит в ион цинка ($Zn^{+2}$). $Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ Цинк является восстановителем, так как он окисляется.

2. Восстановление водорода: Ионы водорода ($H^+$) из серной кислоты принимают электроны и образуют молекулярный водород ($H_2^0$). $2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ Ионы водорода являются окислителем, так как они восстанавливаются.

Количество отданных электронов (2) равно количеству принятых электронов (2), что соответствует закону сохранения заряда.