Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить уравнения химических реакций, учитывая свойства соединений цинка. На рисунке изображён процесс термического разложения соли, что подсказывает нам путь получения вещества $X$.

Шаг 1. Получение вещества $X$ из нитрата цинка.
При нагревании нитраты металлов, стоящих в ряду активности между магнием и медью (включая цинк), разлагаются на оксид металла, диоксид азота и кислород. Следовательно, вещество $X$ — это оксид цинка $ZnO$.
$2Zn(NO_{3})_{2} \xrightarrow{t} 2ZnO + 4NO_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow$

Шаг 2. Получение сульфата цинка из оксида цинка.
Оксид цинка является амфотерным оксидом. Чтобы перевести его в растворимую соль — сульфат цинка $ZnSO_{4}$, необходимо провести реакцию с серной кислотой.
$ZnO + H_{2}SO_{4} \rightarrow ZnSO_{4} + H_{2}O$

Шаг 3. Получение гидроксида цинка из сульфата цинка.
Для получения нерастворимого основания (гидроксида цинка) из растворимой соли нужно добавить щелочь (например, гидроксид натрия или калия) в небольшом количестве, чтобы избежать растворения осадка в избытке щелочи.
$ZnSO_{4} + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_{2} \downarrow + Na_{2}SO_{4}$

Ответ:
1) $2Zn(NO_{3})_{2} = 2ZnO + 4NO_{2} + O_{2}$
2) $ZnO + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}O$
3) $ZnSO_{4} + 2NaOH = Zn(OH)_{2} + Na_{2}SO_{4}$

Источник: ФИПИ