1863
358
470
всего задач:
всего разделов:
активных пользователей:
  Login: (регистрация)
  Пароль:
    

30 мартра 2005

Форумы снова функционируют.

21 декабря 2004

Видимо в связи с обнаруженными дырами в phpBB, форум был взломан, а через него взломано и всё остальное содержимое ceemat.ru. Всё кроме форума восстановлено, ведется дискуссия по поводу его сохранения.
Приносим извинения за неудобства.

29 сентября 2004

Форум обновился до версии 2.0.10

15 мая 2004

Новый раздел: "Программирование"

16 апреля 2004 года

Задачи Ярославского турнира математических боев — 124 задачи с решениями.

29 марта 2004

Таллинская викторина: занимательные вопросы и задачи для увлеченных химией.

Rambler's Top100

Костромской ЦДООШ СУНЦ МГУ - Школа им. А. Н. Колмогорова.\r\nОфициальный сайт

9 класс (10)

Если залить в прибор для получения водорода, заполненный цинком, 20%-ную ортофосфорную кислоту, реакция будет идти очень медленно и вскоре совсем остановится. Если же предварительно растворить в растворе кислоты немного хлорида натрия, реакция выделения водорода сильно ускорится. Реакцию можно еще ускорить, если добавить к раствору фосфорной кислоты и хлорида натрия несколько кристалликов медного купороса.

  1. Почему водород плохо выделяется при взаимодействии цинка с фосфорной кислотой?
  2. Почему реакция ускоряется в присутствии хлорида натрия?
  3. Почему реакция ускоряется в присутствии медного купороса?
  4. Как изменится скорость реакции выделения водорода, если медный купорос добавить к фосфорной кислоте, не добавляя к ней хлорида натрия?

1. Решение этой задачи связано с решением задачи 1. Так как получающиеся фосфаты цинка очень плохо растворимы в воде (растворимость среднего фосфата Zn3(PO4)2 — 0,0004 г/л воды, что в 100 раз меньше, чем аналогичный фосфат кальция), они образуют на поверхности металлического цинка защитную пленку. Эта пленка препятствует дальнейшей реакции.

2. В присутствии хлорид-ионов в равновесии с фосфорной кислотой находится соляная кислота, и с цинком образуются смешанные хлорфосфаты цинка, например Zn2ClPO4. Хлорид цинка — очень хорошо растворимая соль, образующая к тому же кристаллогидраты. В результате пленка на поверхности цинка становится менее плотной и не препятствует дальнейшей реакции.

3. При добавлении растворимой соли меди в присутствии хлорид-ионов происходит реакция

Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu

На поверхности цинка образуются островки меди, на которых выделяется водород:

2H+ + 2e- = H2.

Но электроны водород (протон) получает не от меди (она правее водорода в ряду электрохимических потенциалов), а от стоящего левее цинка:

Zn - 2e- = Zn2+.

Медь выполняет роль инертного электрода — образуется гальваническая пара. Выделяющийся на меди водород теперь не закрывает пузырьками поверхность цинка, и скорость реакции возрастает.

4. Если же медный купорос добавить к фосфорной кислоте в отсутствие хлорид-ионов, то одновременно с вытеснением меди цинком образуется осадок нерастворимых фосфатов и гидрофосфатов меди, и ионы меди могут просто не успеть дойти до поверхности цинка. В присутствии хлорид-ионов медь, как и цинк, более растворима благодаря образованию смешанных фосфат-хлоридов. Следовательно, в чистой фосфорной кислоте реакция может и не ускориться. Если же количество добавляемого медного купороса достаточно велико, то возможно ускорение реакции благодаря тому, что сульфат цинка, как и хлорид, хорошо растворим в воде и образует кристаллогидраты.

 15 Февраля 2004     15:11 
Раздел каталога :: Ссылка на задачу