Прилейте в одну пробирку 2 мл раствора хлорида цинка, а в другую столько же сульфата меди. В первую добавить кусочек меди, во вторую – цинк. Что наблюдаете? Напишите уравнения…
Прилейте в одну пробирку 2 мл раствора хлорида цинка, а в другую столько же сульфата меди. В первую добавить кусочек меди, во вторую – цинк. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Давайте разберем эту задачу подробно, шаг за шагом, объясняя все основные моменты.
1. Условия задачи:
- В пробирку №1 налит 2 мл раствора хлорида цинка (ZnCl₂), в другую – сульфата меди (CuSO₄).
- В первую пробирку добавляют кусочек меди (Cu).
- Во вторую – кусочек цинка (Zn).
- Нужно определить, что произойдет, и составить химические уравнения, а также определить окислитель и восстановитель.
2. Что такое реакции между металлическими кусочками и растворами солей?
Когда металлический кусочек помещают в раствор с ионами другого металла:
- Если металл сильнее по активности (по электроотрицательности и электродному ряду), он вытесняет из раствора другой металл.
- Этот процесс — замещение ионов ионной соли соответствующим металлом.
3. Анализ реакций
Пробирка №1:
- В растворе — ионы цинка (Zn²⁺).
- В добавлен кусочек меди (Cu).
В каком случае произойдет реакция?
- Мед активнее цинка?
Нет, цинк активнее меди (более низкое положение в электрохимическом ряду). Поэтому:
Цинк вытесняет медь из сульфата меди?
Нет, потому что:
- Цинк — более активен, чем медь, значит, он может вытеснить меди из соединения.
Но в данном случае — мы добавляем медь в раствор с цинидом, и цинк — активнее меди, следовательно:
Цинк сможет вытеснить медь из раствора CuSO₄?
Да, потому что цинк сильнее меди по активности.
Так как в растворе — ионы меди (Cu²⁺), и цинк — активнее меди, то:
Реакция: \[ \text{Zn} (s) + \text{Cu}^{2+} (aq) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (aq) + \text{Cu} (s) \]
То есть, цинк вытесняет медь:
- В результате — медь выпадает из раствора в виде осадка.
Помета: В первую пробирку добавляется кусочек меди, и ЦИНК вытесняет медь из раствора Cu²⁺, поэтому:
- В результате образуется осадок меди (Cu), а в растворе появляется ион цинка.
Наблюдение: металлическая меди вначале – блестящая, а в ходе реакции — она чернеет или покрывается медным осадком.
Пробирка №2:
- В растворе — ионы меди (Cu²⁺)
- В добавлен цинк (Zn).
Рассмотрим:
- Цинк активнее меди.
- Значит, цинк сможет вытеснить медь из раствора CuSO₄:
\[ \text{Zn} (s) + \text{Cu}^{2+} (aq) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (aq) + \text{Cu} (s) \]
Тот же обмен ионов — медь выпадает в виде осадка.
Наблюдение:
Медь выпадает из раствора на кусочек цинка в виде металлического осадка.
4. Итоговые реакции — общее уравнение:
Общая реакция (одна для обеих пробирок — она одинаковая по форме):
\[ \text{Zn} (s) + \text{Cu}^{2+} (aq) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (aq) + \text{Cu} (s) \]
5. Электронный баланс реакции:
Для уравнения: \[ \text{Zn} (s) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (aq) + 2e^- \] \[ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} (s) \]
Общее: \[ \text{Zn} (s) + \text{Cu}^{2+} (aq) \rightarrow \text{Zn}^{2+} (aq) + \text{Cu} (s) \]
6. Окислитель и восстановитель:
- Восстановитель: цинк (он отдает электроны, окисляется) \[ \text{Zn} (s) \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- \]
- Окислитель: ион меди (\(\text{Cu}^{2+}\)), он принимает электроны, восстанавливается в металлическую медь.
Итог:
- В обеих пробирках происходит реакция вытеснения — цинк и медь меняются местами по активности.
- В добавленных случаях:
- В первой: цинк вытесняет медь из CuSO₄ — появляется металлическая медь.
- Во второй: цинк вытесняет медь из CuSO₄ — появляется металл медь на дне или на кусочке.
Если нужно, могу подготовить более краткую версию или помочь с любыми уточнениями!
