Zno h2o ионное уравнение и молекулярное уравнение

** §8.6 Амфотерные основания.

Гидроксид цинка Zn(OH) 2 является малорастворимым основанием. Его можно получить, действуя щелочью на какую-нибудь растворимую соль цинка – при этом Zn(OH) 2 выпадает в осадок:

ZnCl 2 + 2 NaOH = Zn(OH) 2 ↓ + 2 NaCl

Подобно всем другим основаниям, осадок гидроксида цинка легко растворяется при добавлении какой-нибудь кислоты:

Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + 2 H 2 O

Если же вместо кислоты к осадку гидроксида цинка добавить избыток щелочи, то он также растворяется , чего не происходит с другими гидроксидами. Почему Zn(OH) 2 растворяется в щелочи?

Это явление объясняется тем, что в присутствии избытка сильного основания гидроксид цинка способен отдавать атомы водорода, подобно кислоте:

Zn(OH) 2 или H 2 ZnO 2

2 NaOH

Na 2 ZnO 2

2 H 2 O

гидроксид цинка

щелочь

Происходит реакция нейтрализации наподобие той, которая могла бы произойти между NaOH и кислотой. Эта кислота (цинковая кислота H 2 ZnO 2 ) и гидроксид цинка Zn(OH) 2 являются одним и тем же соединением! Сокращенная (но не структурная) формула этого соединения может быть записана двумя способами:

Zn(OH) 2 или H 2 ZnO 2 — это две сокращенные формулы;

H–O–Zn–O–H единственная структурная формула.

Поскольку прочность связей Н–О и O–Zn сравнимы между собой, гидроксид цинка способен быть как основанием в присутствии кислоты, так и кислотой – в присутствии основания:

H 2 SO 4

2 NaOH

2H 2 O + ZnSO 4

Zn(OH) 2 = H 2 ZnO 2

Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

реагирует как основание

реагирует как кислота

Данное свойство гидроксидов называется амфотерностью .

Амфотерными называются такие гидроксиды, которые способны отдавать в реакциях с другими соединениями как атомы (ионы) водорода, так и гидрокси-группы (анионы гидроксила).

Помимо гидроксида цинка, амфотерными свойствами обладают гидроксиды некоторых других металлов: Al(OH) 3 , Cr(OH) 3 , Be(OH) 2 , Sn(OH) 4 , Pb(OH) 2 .

Объяснение проявления амфотерности у одних металлов и отсутствие ее у других следует искать в теории химической связи.

Можно заметить, что амфотерные свойства проявляют те металлы, которые в Периодической таблице находятся наиболее близко к неметаллам. Как известно, неметаллы обладают большей электроотрицательностью (по сравнению с металлами), поэтому их связь с кислородом носит ковалентный характер и отличается значительной прочностью.

Связи между металлами и кислородом, как правило, ионные (из-за низкой электроотрицательности металлов). Такие связи часто менее прочны, чем ковалентные (вспомните атомные кристаллы).

Рассмотрим структурные формулы трех разных соединений: гидроксида бора B(OH) 3 , гидроксида алюминия Al(OH) 3 и гидроксида кальция Ca(OH) 2 .

Соединение B(OH) 3 имеет внутри молекулы наиболее «ковалентную» связь бора с кислородом, поскольку бор ближе по электроотрицательности к кислороду, чем Al и Сa. Из-за высокой электроотрицательности бору энергетически выгоднее входить в состав отрицательно заряженной частицы – то есть кислотного остатка. Поэтому формулу B(OH) 3 чаще записывают как H 3 BO 3 :

H 3 BO 3 = 3H + + BO 3 3- (в растворе)

Кальций – наименее электроотрицательный из этих элементов, поэтому в его молекуле связь Са–О носит ионный характер. Из-за низкой электроотрицательности для кальция выгодно существование в виде катиона Ca 2+ :

Ca(OH) 2 = Ca 2+ + 2OH — (в растворе)

В связи с этим в структурных формулах пунктирными линиями отмечены связи, разрыв которых энергетически более выгоден.

Структурные формулы показывают, что соединение B(OH) 3 будет легче отдавать ионы водорода, чем ионы гидроксида, т.е. является кислотой (и по традиции должно быть записано сокращенной формулой H 3 BO 3 ). Напротив, Ca(OH) 2 – типичное основание. Гидроксид алюминия, в котором центральный атом имеет промежуточную электроотрицательность, может проявлять как свойства кислоты, так и основания – в зависимости от партнера по реакции нейтрализации. Это наблюдается в действительности. В первой из приведенных ниже реакций Al(OH) 3 реагирует как обычное основание, а в следующих – как кислота:

2 Al(OH) 3 + 3 H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 H 2 O.

Al(OH) 3 º H 3 AlO 3 + NaOH = NaH 2 AlO 3 + H 2 O , причем если реакцию проводить при нагревании, то соль NaH 2 AlO 3 теряет одну молекулу воды и образуется алюминат натрия NaAlO 2 . В растворе алюминат натрия, наоборот, легко присоединяет воду и существует в виде соли Na[Al(OH) 4 ] . Итак:

Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2 H 2 O ( при сплавлении);

Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH) 4 ] (при добавлении раствора NaOH без нагревания).

У цинка электроотрицательность практически такая же, как у алюминия (1,65), поэтому гидроксид цинка Zn(OH) 2 проявляет похожие свойства. Таким образом, амфотерные гидроксиды взаимодействуют как с растворами кислот, так и с растворами щелочей.

8.18. Закончите уравнения реакций:

8.19 (ФМШ). Напишите уравнения реакций, описывающие следующие химические превращения:

а) ZnCl 2 + KOH (избыток) → осадок → растворение осадка;

б) Cr(NO 3 ) 2 + NaOH (избыток) → осадок → растворение осадка;

в) Be(NO 3 ) 2 + LiOH (избыток) → осадок → растворение осадка;

г) Al 2 (SO 4 ) 3 + KOH (избыток) → осадок → растворение осадка;

8.20 (НГУ). Осуществите следующие превращения:

Al 2 O 3 → Al → Al 2 O 3 → NaAlO 2 → AlCl 3

8.21 (НГУ). Из порошкообразной смеси, содержащей Na 2 CO 3 , Fe, Al и BaSO 4 , выделите химическим путем все соединения в чистом виде. Напишите уравнения реакций и последовательность их проведения (опишите технологию всей работы).

8.22 (НГУ). В трех разных пробирках без этикеток находятся растворы NH 4 Cl, ZnCl 2 , MgCl 2 . С помощью только одного химического реагента установите, какое соединение находится в каждой пробирке.

Гидроксид цинка

Способы получения

1. Гидроксид цинка можно получить пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоцинката натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить исходное вещество Na₂[Zn(OH)₄] на составные части: NaOH и Zn(OH)₂. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Zn(OH)₂ не реагирует с СО₂, то мы записываем справа Zn(OH)₂ без изменения.

2. Гидроксид цинка можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли цинка.

Например , хлорид цинка реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида цинка и хлорида калия:

Химические свойства

1. Гидроксид цинка реагирует с растворимыми кислотами .

Например , гидроксид цинка взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата цинка:

2. Гидроксид цинка взаимодействует с кислотными оксидами .

Например , гидроксид цинка взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка:

3. Гидроксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—цинкаты, а в растворе – комплексные соли . При этом гидроксид цинка проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид цинка взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием цинката калия и воды:

Гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:

4. Г идроксид цинка разлагается при нагревании :

Zno h2o ионное уравнение и молекулярное уравнение