Задание №31 — Типы расчётных задач
Сульфид цинка подвергли обжигу на воздухе. Полученное твёрдое вещество поместили в раствор гидроксида калия. Через образовавшийся прозрачный раствор пропустили избыток газа с неприятным запахом, полученного при действии на кальций концентрированной серной кислоты. При пропускании газа наблюдалось выпадение белого осадка.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Обжиг сульфида цинка на воздухе даёт амфотерный оксид цинка; он растворяется в щёлочи с образованием прозрачного раствора гидроксокомплекса. Кальций — активный металл, поэтому концентрированная серная кислота восстанавливается им до сероводорода (газ с неприятным запахом тухлых яиц).
1) Обжиг сульфида цинка:
2ZnS + 3O2 → (t°) 2ZnO + 2SO2↑
2) Амфотерный оксид цинка растворяется в растворе щёлочи с образованием тетрагидроксоцинката калия — это и есть прозрачный раствор:
ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4]
3) Кальций восстанавливает концентрированную серную кислоту до сероводорода:
4Ca + 5H2SO4 (конц.) → 4CaSO4 + H2S↑ + 4H2O
4) Сероводород разрушает гидроксокомплекс: белый осадок — сульфид цинка. Газ взят в избытке, а сероводородная кислота слабая, поэтому в растворе остаётся кислая соль — гидросульфид калия:
K2[Zn(OH)4] + 3H2S (избыток) → ZnS↓ + 2KHS + 4H2O
Проверка: в последнем уравнении слева 2 атома K, 1 атом Zn, 4 атома O, 4 + 6 = 10 атомов H и 3 атома S; справа 2 атома K, 1 атом Zn, 1 + 2 = 3 атома S, 2 + 8 = 10 атомов H и 4 атома O.
Замечание: если сероводород взять в недостатке, вместо гидросульфида образуется средняя соль K2S.
Ответ: уравнения четырёх реакций:
2ZnS + 3O2 → (t°) 2ZnO + 2SO2↑
ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4]
4Ca + 5H2SO4 (конц.) → 4CaSO4 + H2S↑ + 4H2O
K2[Zn(OH)4] + 3H2S (избыток) → ZnS↓ + 2KHS + 4H2O
Источник: ФИПИ