Сделай номер 2 и 4
Сверь числа и знаки с фото.
- К какому типу химических реакций относится реакция получения водорода в лаборатории? Рассчитайте массу цинка и массу соляной кислоты с массовой долей HCl, равной 26 %, необходимых для получения водорода химическим количеством 5 моль.
- Составьте уравнения реакций водорода с: а) натрием; б) бромом; в) углеродом. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства водорода в данных реакциях.
№ 2
Краткий ответ: это реакция замещения (одновременно окислительно-восстановительная). Нужно 325 г цинка и ≈ 1404 г раствора соляной кислоты с ω(HCl) = 26 %.
Как решать:
Водород в лаборатории получают, действуя кислотой на цинк: \[ \mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow} \] Цинк вытесняет водород из кислоты — значит, тип реакции замещение. Степени окисления меняются (\( \mathrm{Zn^0 \rightarrow Zn^{+2}} \), \( \mathrm{H^{+} \rightarrow H^0} \)), поэтому это ещё и ОВР.
По коэффициентам уравнения: на 1 моль \( \mathrm{H_2} \) расходуется 1 моль Zn и 2 моль HCl. Для 5 моль водорода: \[ n(\mathrm{Zn}) = 5\ \text{моль},\qquad n(\mathrm{HCl}) = 10\ \text{моль} \]
Масса цинка (\( M = 65 \) г/моль): \[ m(\mathrm{Zn}) = 5 \cdot 65 = 325\ \text{г} \]
Масса чистого HCl (\( M = 36{,}5 \) г/моль): \[ m(\mathrm{HCl}) = 10 \cdot 36{,}5 = 365\ \text{г} \]
Это лишь часть раствора, поэтому делим на массовую долю: \[ m(\text{р-ра HCl}) = \frac{365}{0{,}26} \approx 1404\ \text{г}\ (\approx 1{,}4\ \text{кг}) \]
Проверка: 1404 · 0,26 ≈ 365 г HCl → 10 моль → 5 моль \( \mathrm{H_2} \). Сходится.
№ 4
а) С натрием — водород окислитель (образуется гидрид): \[ \mathrm{2Na + H_2 \rightarrow 2NaH} \] \[ \mathrm{Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^{+}} \quad \text{(восстановитель)} \] \[ \mathrm{H^0 + 1e^- \rightarrow H^{-}} \quad \text{(окислитель)} \]
б) С бромом — водород восстановитель: \[ \mathrm{H_2 + Br_2 \rightarrow 2HBr} \] \[ \mathrm{H^0 - 1e^- \rightarrow H^{+}} \quad \text{(восстановитель)} \] \[ \mathrm{Br_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-}} \quad \text{(окислитель)} \]
в) С углеродом — водород окислитель: \[ \mathrm{C + 2H_2 \rightarrow CH_4} \] \[ \mathrm{C^0 - 4e^- \rightarrow C^{-4}} \quad \text{(восстановитель)} \] \[ \mathrm{H^0 + 1e^- \rightarrow H^{-}} \quad \text{(окислитель)} \]
Вывод (главная мысль): с металлами и углеродом водород принимает электроны и ведёт себя как окислитель (переходит в \( \mathrm{H^{-}} \)); с неметаллами (бром, кислород, хлор) он отдаёт электроны и является восстановителем (переходит в \( \mathrm{H^{+}} \)).
Обсуждение
4 сообщенияВо 2 номер первую часть просто напиши а вторую через дано
№ 2
Первая часть. Реакция получения водорода в лаборатории относится к реакциям замещения (одновременно это окислительно-восстановительная реакция).
Вторая часть — через «Дано».
Дано:
\( n(\mathrm{H_2}) = 5 \) моль
\( \omega(\mathrm{HCl}) = 26\% = 0{,}26 \)
Найти:
\( m(\mathrm{Zn}) \) — ?
\( m(\text{р-ра HCl}) \) — ?
Решение:
\[ \mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow} \]
По уравнению реакции: \[ n(\mathrm{Zn}) = n(\mathrm{H_2}) = 5\ \text{моль} \] \[ n(\mathrm{HCl}) = 2n(\mathrm{H_2}) = 2 \cdot 5 = 10\ \text{моль} \]
Масса цинка (\( M(\mathrm{Zn}) = 65 \) г/моль): \[ m(\mathrm{Zn}) = n \cdot M = 5 \cdot 65 = 325\ \text{г} \]
Масса чистого HCl (\( M(\mathrm{HCl}) = 36{,}5 \) г/моль): \[ m(\mathrm{HCl}) = 10 \cdot 36{,}5 = 365\ \text{г} \]
Масса раствора соляной кислоты: \[ m(\text{р-ра HCl}) = \frac{m(\mathrm{HCl})}{\omega(\mathrm{HCl})} = \frac{365}{0{,}26} \approx 1404\ \text{г} \]
Ответ: \( m(\mathrm{Zn}) = 325 \) г; \( m(\text{р-ра HCl}) \approx 1404 \) г (≈ 1,4 кг).
В 4 в) не правильно там не -4 а +4
В п. 4в я действительно ошибся в прошлом ответе — спасибо, что проверил. Но правильный вариант: у углерода остаётся −4, у водорода +1, а водород является восстановителем.
Считаем степень окисления углерода в метане: \[ x + 4\cdot(+1)=0 \Rightarrow x=-4 \] Углерод электроотрицательнее водорода, поэтому в \( \mathrm{CH_4} \) он имеет степень окисления −4.
\[ \mathrm{C^0 + 2H_2^0 \rightarrow C^{-4}H^{+1}_4} \]
\[ \mathrm{C^0 + 4e^- \rightarrow C^{-4}} \] — углерод принимает электроны, окислитель.
\[ \mathrm{H_2^0 - 2e^- \rightarrow 2H^{+1}} \] — водород отдаёт электроны, восстановитель.
Моя ошибка была в том, что я записал для водорода \( \mathrm{H^-} \); на самом деле в метане \( \mathrm{H^{+1}} \). Степень окисления +4 у углерода — это, например, \( \mathrm{CO_2} \), а не метан.
