Даны схемы реакций: a) Zn + Cl2 → ZnCl2 6) Zn + HCl → ZnCl2 + H2↑ Проставьте над знаками соответствующих химических элементов степени окисления, объясните переход электронов и расставьте коэффициенты.

Решение:

Для решения этой задачи нам нужно определить степени окисления элементов в каждой реакции, понять, какие элементы окисляются, а какие восстанавливаются, и расставить коэффициенты для уравнивания числа атомов.

Реакция а) Zn + Cl₂ → ZnCl₂

• Степени окисления:
• В Zn (цинк) степень окисления равна 0 (простое вещество).
• В Cl₂ (хлор) степень окисления равна 0 (простое вещество).
• В ZnCl₂ (хлорид цинка): Цинк (Zn) имеет постоянную степень окисления +2. Хлор (Cl) имеет степень окисления -1.
• Переход электронов:
• Цинк (Zn) отдает 2 электрона, его степень окисления повышается с 0 до +2. Это окисление.
• Каждый атом хлора (Cl) принимает 1 электрон, его степень окисления понижается с 0 до -1. Это восстановление.
• Расстановка коэффициентов:
• Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, нам нужно 2 атома хлора, каждый из которых принимает 1 электрон.
• Уравнение реакции: Zn⁰ + Cl₂⁰ → Zn⁺²Cl₂⁻¹
• Коэффициенты: 1 Zn + 1 Cl₂ → 1 ZnCl₂

Реакция б) Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑

• Степени окисления:
• В Zn (цинк) степень окисления равна 0 (простое вещество).
• В HCl (соляная кислота): Водород (H) имеет степень окисления +1, Хлор (Cl) имеет степень окисления -1.
• В ZnCl₂ (хлорид цинка): Цинк (Zn) имеет степень окисления +2, Хлор (Cl) имеет степень окисления -1.
• В H₂ (водород) степень окисления равна 0 (простое вещество).
• Переход электронов:
• Цинк (Zn) отдает 2 электрона, его степень окисления повышается с 0 до +2. Это окисление.
• Водород (H) принимает 1 электрон, его степень окисления понижается с +1 до 0. Это восстановление.
• Хлор (Cl) в HCl и ZnCl₂ имеет степень окисления -1 и не изменяет ее, поэтому он является наблюдателем.
• Расстановка коэффициентов:
• Цинк отдает 2 электрона.
• Водород принимает электроны, образуя молекулу H₂. Для образования H₂ (где каждый атом H имеет степень окисления 0) нужно, чтобы два атома водорода (каждый со степенью +1) приняли по одному электрону.
• Уравнение реакции: Zn⁰ + H⁺¹Cl⁻¹ → Zn⁺²Cl⁻¹ + H₂⁰↑
• Для уравнивания числа отданных (2 электрона цинком) и принятых (2 электрона двумя атомами водорода) электронов, ставим коэффициент 2 перед HCl и 1 перед H₂.
• Коэффициенты: 1 Zn + 2 HCl → 1 ZnCl₂ + 1 H₂↑

Итоговые схемы с указанием степеней окисления и коэффициентов:

a) Zn⁰ + Cl₂⁰ → Zn⁺²Cl₂⁻¹

б) Zn⁰ + 2H⁺¹Cl⁻¹ → Zn⁺²Cl₂⁻¹ + H₂⁰↑