Zn-ZnSO4-Zn(OH)2-ZnO-ZnCl2-Zn(NO3)2 Напишите уравнения химических реакций в молекулярном виде. Два превращения...

Для начала давайте рассмотрим все возможные превращения, которые могут происходить с участием перечисленных соединений цинка (Zn):

1. Zn → ZnSO₄
2. ZnSO₄ → Zn(OH)₂
3. Zn(OH)₂ → ZnO
4. ZnO → ZnCl₂
5. ZnCl₂ → Zn(NO₃)₂

1. Уравнения химических реакций в молекулярном виде:

1. Zn → ZnSO₄

При реакции металлического цинка с серной кислотой образуется сульфат цинка и водород: [ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 ]

1. ZnSO₄ → Zn(OH)₂

При реакции сульфата цинка с гидроксидом натрия образуется гидроксид цинка и сульфат натрия: [ \text{ZnSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 ]

1. Zn(OH)₂ → ZnO

Гидроксид цинка при нагревании разлагается на оксид цинка и воду: [ \text{Zn(OH)}_2 \rightarrow \text{ZnO} + \text{H}_2\text{O} ]

1. ZnO → ZnCl₂

Оксид цинка реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид цинка и воду: [ \text{ZnO} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2\text{O} ]

1. ZnCl₂ → Zn(NO₃)₂

Хлорид цинка реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат цинка и хлорид водорода: [ \text{ZnCl}_2 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{HCl} ]

2. Рассмотрение двух превращений в свете ОВР (окислительно-восстановительных реакций):

1. Zn → ZnSO₄

В этой реакции цинк окисляется, а водород восстанавливается: [ \text{Zn}^0 + \text{H}_2\text{SO}_4^{+6} \rightarrow \text{ZnSO}_4^{+2} + \text{H}_2^0 ]

Цинк теряет два электрона (окисление): [ \text{Zn}^0 \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- ]

Водород в серной кислоте восстанавливается: [ 2\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 ]

1. ZnO → ZnCl₂

Эта реакция не является классической ОВР, так как в ней нет изменения степени окисления цинка. Однако мы можем рассмотреть реакцию образования ZnO из Zn(OH)₂ как ОВР: [ \text{Zn(OH)}_2 \rightarrow \text{ZnO} + \text{H}_2\text{O} ]

3. Рассмотрение двух превращений в свете ТЭД (теории электронного донорства):

1. ZnSO₄ → Zn(OH)₂

В этой реакции сульфат цинка действует как акцептор OH⁻ и образует осадок гидроксида цинка: [ \text{ZnSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 ]

1. ZnCl₂ → Zn(NO₃)₂

В этой реакции нитратная кислота действует как донор протонов (H⁺), которые взаимодействуют с хлоридом цинка для образования нитрата цинка: [ \text{ZnCl}_2 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{HCl} ]

4. Характеристика реакции замещения по всем изученным признакам классификации:

Реакция замещения — это реакция, в которой атом одного элемента замещает атом другого элемента в соединении. Например, в реакции замещения цинка с серной кислотой (Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂) цинк замещает водород в серной кислоте.

Классификация реакции замещения:

1. По типу реагентов:

   • Металл + кислота = соль + водород (пример: Zn + H₂SO₄)

2. По механизму:

   • Электронный механизм, включающий передачу электронов от металла к кислоте.

3. По виду:

   • ОВР, так как реакция сопровождается изменением степени окисления.

4. По термодинамическим признакам:

   • Экзотермическая реакция, так как выделяется тепло при взаимодействии цинка с серной кислотой.

Таким образом, мы рассмотрели все реакции, выделили две ОВР и две реакции с точки зрения ТЭД, а также классифицировали реакцию замещения.

Уравнения химических реакций:

1. Zn + ZnSO4 -> Zn(OH)2 + ZnSO4 2Zn + 2H2O -> 2Zn(OH)2 + H2SO4

2. Zn(OH)2 -> ZnO + H2O Zn(OH)2 -> ZnO + H2O

3. ZnO + 2HCl -> ZnCl2 + H2O ZnO + 2HCl -> ZnCl2 + H2O

4. ZnCl2 + 2AgNO3 -> Zn(NO3)2 + 2AgCl ZnCl2 + 2AgNO3 -> Zn(NO3)2 + 2AgCl

Превращения в свете окислительно-восстановительных реакций (ОВР):

1. В первом превращении происходит окисление цинка (Zn) из нулевой степени окисления до +2 степени окисления, а во втором превращении происходит восстановление цинка (Zn) из +2 степени окисления до нулевой степени окисления.

Превращения в свете термодинамических реакций (ТЭД):

1. В реакции образования ZnO из Zn(OH)2 выделяется тепло, что говорит о термодинамической выгодности данного превращения. В реакции образования ZnCl2 из ZnO также происходит выделение тепла.

Характеристика реакции замещения: Все рассмотренные реакции являются реакциями замещения, так как в них происходит замена одного элемента на другой. Реакции замещения характеризуются тем, что происходит обмен элементов, при этом сохраняется общее количество атомов каждого элемента. Кроме того, в реакциях замещения обычно образуются соединения с более высокой энергией активации, чем в исходных веществах.