Составьте три уравнения химических реакций, соответствующих схеме превращений веществ: Zn → ZnO → Zn(NO3)2 → Zn.
Давайте разберемся с последовательностью превращений веществ и составим соответствующие химические уравнения реакций.
Исходя из схемы:
Zn → ZnO → Zn(NO₃)₂ → Zn
Это означает, что цинк (Zn) претерпевает несколько превращений:
- Цинк превращается в цинковую окись (ZnO).
- Далее, ZnO превращается в цинковый нитрат (Zn(NO₃)₂).
- И, наконец, из цинкового нитрата получаем исходный цинк (может быть, восстановление).
Шаг 1. Реакция превращения цинка в цинковую окись
Цинк реагирует с кислородом воздуха:
\[ \text{Zn} + \frac{1}{2} \text{O}_2 \rightarrow \text{ZnO} \]
Для уравнивания уравнения умножим обе части на 2:
\[ 2 \text{Zn} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{ZnO} \]
Шаг 2. Реакция получения цинкового нитрата из ZnO
Цинковая окись реагирует с азотной кислотой:
\[ \text{ZnO} + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Это классическая реакция взаимодействия оксида металла с кислотой.
Шаг 3. Восстановление цинка из цинкового нитрата
Для получения цинка обратно из цинкового нитрата применяют нагревание с разными восстановителями, или же проводят восстановление металлическим натрием или водородом. В простом случае, при нагревании цинкового нитрата:
\[ \text{Zn(NO}_3)_2 \xrightarrow{\text{нагревание}} \text{Zn} + 2\text{NO}_2 + \text{O}_2 \]
Это разложение нитрата при нагревании. Однако, чтобы получить чистый цинк (металл), используют восстановление, например, водородом:
\[ \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{H}_2 \rightarrow \text{Zn} + 2 \text{HNO}_3 \]
Но чаще используют разложение нитрата при нагревании.
Итоговые уравнения реакций:
- Образование цинка из металлического цинка и кислорода:
\[ \boxed{ 2 \text{Zn} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{ZnO} } \]
- Образование цинкового нитрата из ZnO и кислоты:
\[ \boxed{ \text{ZnO} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{H}_2\text{O} } \]
- Восстановление цинка из цинкового нитрата:
\[ \boxed{ \text{Zn(NO}_3)_2 \xrightarrow{\text{нагревание}} \text{Zn} + 2 \text{NO}_2 + \tfrac{1}{2} \text{O}_2 } \]
или, при восстановлении водородом:
\[ \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{H}_2 \rightarrow \text{Zn} + 2 \text{HNO}_3 \]
Если нужно, я могу дополнительно подробно объяснить каждое уравнение и реакцию.
