реши пример Zn+HCI

Задача: Zn + HCl (HCl — хлорид водорода)

1. Неуравновешенное уравнение Zn + HCl -> ZnCl2 + H2

2. Балансировка

• Цинк: слева и справа по 1 Zn — ок.
• Хлор: слева один Cl, справа в ZnCl2 содержится 2 Cl. Умножим HCl на 2: Zn + 2 HCl -> ZnCl2 + H2
• Водород: слева 2 H (из 2 HCl), справа тоже 2 H (в H2) — ок.

Итоговое уравнение (молекулярное): Zn + 2 HCl -> ZnCl2 + H2

3. Ионное представление

• Полное ионное уравнение в растворе HCl даёт H+ и Cl-: Zn + 2 H+ + 2 Cl- -> Zn2+ + 2 Cl- + H2
• Вычёркивая ионы- spectator (Cl-), получаем чисто ионное ядро: Zn + 2 H+ -> Zn2+ + H2
• Возврат к молекулярной форме с учётом хлорид-ионов даёт исходное уравнение: Zn + 2 HCl -> ZnCl2 + H2

4. Физический смысл и механизм

• Это реакция замещения металла водородом в кислоте.
• Цинк окисляется: Zn → Zn2+ + 2e− (образуется ион Zn2+ в растворе).
• Водород восстанавливается: 2H+ + 2e− → H2 (газ выделяется).
• Хлорид-ион Cl− остаётся в растворе как соль ZnCl2 (около ZnCl2 может существовать как растворимая соль).

5. Стохиометрия и пример расчёта

• Баланс: 1 моль Zn реагирует с 2 моль HCl, образуя 1 моль ZnCl2 и 1 моль H2.
• Пример: взять 5 г Zn и 10 г HCl.
  • Молярная масса: Zn ≈ 65.38 г/моль, HCl ≈ 36.46 г/моль.
  • Определяем количества: Zn: 5 / 65.38 ≈ 0.0764 моль. HCl: 10 / 36.46 ≈ 0.2746 моль.
  • По стехиометрии HCl требуется 2 моль на 1 моль Zn: 0.0764 × 2 = 0.1528 моль HCl. Значит Zn является ограничивающим реагентом.
  • Продукты: из 0.0764 моль Zn образуется 0.0764 моль H2 и 0.0764 моль ZnCl2.
  • Массы продуктов: H2 масса ≈ 0.0764 × 2.016 ≈ 0.154 г; ZnCl2 масса ≈ 0.0764 × 136.315 ≈ 10.4 г.
  • Остаток HCl в растворе: остаётся 0.2746 − 0.1528 = 0.1218 моль.

6. Безопасность и наблюдения

• В ходе реакции выделяется водород (газ H2) — горючий, поэтому проводить реакцию в хорошо проветриваемом месте.
• Реакция обычно экзотермическая (выделение тепла).

Кратко:

• Балансированное молекулярное уравнение: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2.
• Это краснаяox-реакция: ZnOкисляется Zn → Zn2+, H+ восстанавливается к H2.
• Стоимость реакции: 1 эквивалент Zn реагирует с 2 эквивалентами HCl.