Решение: Цепочка превращений цинка
Цинк сплавили с твёрдым гидроксидом калия. Полученное в результате твёрдое вещество растворили в необходимом количестве раствора серной кислоты. В образовавшийся раствор добавили сульфид калия, в результате чего образовался белый осадок. Осадок отделили, а затем поместили в горячий концентрированный раствор серной кислоты. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение по шагам
4 шагаПри сплавлении цинка с твёрдым гидроксидом калия образуется цинкат калия и выделяется водород.
$$\mathrm{Zn + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + H_2}$$Цинкат калия растворяется в серной кислоте с образованием сульфата цинка, сульфата калия и воды.
$$\mathrm{K_2ZnO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + K_2SO_4 + 2H_2O}$$Ионы цинка реагируют с сульфид-ионами, образуя белый осадок сульфида цинка.
$$\mathrm{ZnSO_4 + K_2S \rightarrow ZnS\downarrow + K_2SO_4}$$Сульфид цинка окисляется горячей концентрированной серной кислотой. Сера в составе сульфида окисляется до степени окисления $+4$ в $\mathrm{SO_2}$, а сера серной кислоты восстанавливается до $+4$.
$$\mathrm{ZnS + 4H_2SO_4(conc.) \xrightarrow{t} ZnSO_4 + 4SO_2\uparrow + 4H_2O}$$$\mathrm{Zn + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + H_2}$; $\mathrm{K_2ZnO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + K_2SO_4 + 2H_2O}$; $\mathrm{ZnSO_4 + K_2S \rightarrow ZnS\downarrow + K_2SO_4}$; $\mathrm{ZnS + 4H_2SO_4(conc.) \xrightarrow{t} ZnSO_4 + 4SO_2\uparrow + 4H_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают образование гидроксида цинка вместо цинката калия при сплавлении с твёрдым гидроксидом калия.
Не учитывают, что белый осадок имеет формулу $\mathrm{ZnS}$.
В последней реакции указывают выделение сероводорода вместо окислительно-восстановительного взаимодействия с концентрированной серной кислотой.
Нарушают баланс атомов серы и водорода в последнем уравнении.