Дать характеристику реакции по всем известным признакам Zn+CuSO4--Cu+ZnSO4

Реакция между цинком (Zn) и медью(II) сульфатом (CuSO₄) представляет собой классический пример замещения в неорганической химии. Давайте рассмотрим ее характеристики по нескольким ключевым признакам.

1. Тип реакции

Это реакция замещения (или вытеснения). В ней более активный металл (цинк) вытесняет менее активный металл (медный) из его соли. В результате образуется новая соль (цинковый сульфат, ZnSO₄) и элементарный металл (медь, Cu).

2. Уравнение реакции

Реакция записывается следующим образом: [ \text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu} + \text{ZnSO}_4 ]

3. Состояния веществ

В данной реакции:

• Zn – твердый металл (s)
• CuSO₄ – обычно в водном растворе (aq)
• Cu – твердый металл (s)
• ZnSO₄ – также в водном растворе (aq)

4. Свойства реагентов

• Цинк (Zn): Это активный металл, который легко окисляется. Он используется в различных применениях, включая защиту от коррозии.
• Медь(II) сульфат (CuSO₄): Это соль, которая часто используется в лабораторной практике и в сельском хозяйстве как фунгицид. Она имеет яркий синий цвет в водном растворе.

5. Энергетические изменения

Реакция сопровождается изменениями энергии. Процесс замещения в данном случае экзотермичен, что означает, что выделяется некоторое количество тепла. Это может быть связано с образованием новых связей в продукции.

6. Условия реакции

Реакция может проходить при комнатной температуре, и для её проведения не требуются специальные условия. Однако скорость реакции может увеличиться при повышении температуры.

7. Продукты реакции

В результате реакции мы получаем:

• Медь (Cu) в виде осадка, который может быть видимым как коричневый осадок.
• Цинковый сульфат (ZnSO₄), который остаётся в водном растворе.

8. Примечания

• Реакция может быть использована для демонстрации принципа замещения в учебных целях.
• Она также иллюстрирует разницу в активности металлов, где цинк более активен, чем медь.

Заключение

Таким образом, реакция Zn + CuSO₄ → Cu + ZnSO₄ является ярким примером реакции замещения, демонстрируя основные свойства и характеристики, такие как тип реакции, свойства реагентов и продуктов, а также энергетические изменения.

Реакция между цинком (Zn) и сульфатом меди (CuSO4) является реакцией замещения.

1. Тип реакции: Реакция замещения (или вытеснения).
2. Участники реакции: Цинк (Zn) вытесняет медь (Cu) из сульфата меди (CuSO4).
3. Состояния веществ: Zn - твердый металл, CuSO4 - растворимое соединение, Cu - твердый металл, ZnSO4 - растворимое соединение.
4. Энергетика: Реакция экзотермическая, поскольку цинк более активен, чем медь.
5. Ионный обмен: Происходит обмен ионов, где Zn заменяет Cu в соединении.

Уравнение реакции: Zn (s) + CuSO4 (aq) → Cu (s) + ZnSO4 (aq).

Рассмотрим предложенную химическую реакцию ( \text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu} + \text{ZnSO}_4 ) и дадим ей характеристику по всем известным признакам.

1. Тип реакции

Это реакция замещения, так как цинк ((\text{Zn})) замещает медь ((\text{Cu})) в составе сульфата меди ((\text{CuSO}_4)). В результате образуются металлическая медь ((\text{Cu})) и сульфат цинка ((\text{ZnSO}_4)).

2. Схема реакции

Исходные вещества:
(\text{Zn}) — металл (простое вещество, активный металл).
(\text{CuSO}_4) — соль (сульфат меди, растворим в воде, образует голубой раствор).

Продукты реакции:
(\text{Cu}) — металл (простое вещество, осадок красного цвета).
(\text{ZnSO}_4) — соль (сульфат цинка, растворим в воде, бесцветный раствор).

3. Признаки протекания реакции

• Изменение цвета раствора: Из голубого (раствор (\text{CuSO}_4)) раствор становится бесцветным (раствор (\text{ZnSO}_4)).
• Выпадение осадка:
  На дне сосуда образуется осадок красного цвета — медь ((\text{Cu})).
• Выделение тепла (экзотермичность):
  Реакция сопровождается выделением тепла, т.е. является экзотермической.

4. Электронный баланс (окислительно-восстановительная суть реакции):

Данная реакция относится к классу окислительно-восстановительных реакций (ОВР), так как в ней происходят процессы окисления и восстановления.

• Цинк ((\text{Zn})) окисляется: [ \text{Zn}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Zn}^{2+} ]
• Медь ((\text{Cu}^{2+})) восстанавливается: [ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}^0 ]

Электронный баланс: [ \text{Zn}^0 + \text{Cu}^{2+} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + \text{Cu}^0 ]

Цинк теряет 2 электрона и окисляется (является восстановителем), а медь принимает 2 электрона и восстанавливается (является окислителем).

5. Термодинамическая характеристика

Эта реакция протекает самопроизвольно, так как цинк ((\text{Zn})) является более активным металлом, чем медь ((\text{Cu})), согласно ряду активности металлов. Это означает, что у цинка большее стандартное восстановительное (отрицательное) значение электрохимического потенциала ((E^\circ)), чем у меди.

6. Условия протекания

Реакция протекает в водном растворе при комнатной температуре, так как (\text{CuSO}_4) хорошо растворим в воде.

7. Практическое значение

• Реакция используется в гальванических элементах и электрохимических процессах.
• Является примером коррозии металлов.
• Используется для получения чистой меди ((\text{Cu})) в лабораторных условиях.

Итоговая характеристика

Реакция ( \text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu} + \text{ZnSO}_4 ) является:

• реакцией замещения;
• экзотермической;
• окислительно-восстановительной;
• сопровождается изменением цвета раствора, выпадением осадка и выделением тепла;
• протекает самопроизвольно благодаря разнице в активности металлов.