Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Валентность цинка

Общие сведения о валентности цинка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Цинк — элемент четвертого периода II группы побочной (B) подгруппы Периодической таблицы. Металл. Обозначение – Zn. Порядковый номер – 30.

В виде простого вещества цинк представляет собой серебристо-белый металл с голубоватым оттенком, но во влажном воздухе он постепенно покрывается пленкой оксидов и теряет блеск. При комнатной температуре довольно хрупок, но при 100-150oС хорошо гнется и прокатывается в листы. Очень легкоплавкий металл. Плотность 7,1 г/см3. Температура плавления 419,5oС, кипения 906oС.

Валентность цинка в соединениях

Цинк – тридцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в четвертом периоде во IIВ группе. В ядре атома цинка содержится 30 протонов и 35 нейтронов (массовое число равно 65). В атоме цинка есть четыре энергетических уровня, на которых находятся 30 электронов (рис. 1).

Строение атома цинка и его валентность

Рис. 1. Строение атома цинка.

Электронная формула атома цинка в основном состоянии имеет следующий вид:

1s22s22p63s23p63d104s2.

А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):

энергетическая диаграмма

Для атома цинка характерно наличие возбужденного состояния из-за того, что орбитали 4p-подуровня являются вакантными. Электроны 4s-подуровня распариваются и занимают свободную орбиталь 4p -подуровня:

Орбитали цинка

Наличие двух неспаренных электронов в возбужденном состоянии свидетельствует о том, что цинк проявляет в своих соединениях валентность II (ZnO, Zn(OH)2, ZnCl2, ZnSO4 и т.д.) (постоянная валентность).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Технический цинк массой 0,33 г обработали разбавленным раствором серной кислоты. Выделившийся водород занимает при нормальных условиях объем 112 мл. Рассчитайте массовую долю цинка в техническом металле.
Решение Запишем уравнение реакции взаимодействия цинка с разбавленной серной кислотой:

Zn + H2SO4(dilute) = ZnSO4 + H2↑.

Найдем количество моль выделившегося в ходе реакции водорода:

n = V / Vm;

n (H2) = V (H2) / Vm;

n (H2) = 112×10-3 / 22,4 = 0,005 моль.

Согласно уравнению реакции n (H2):n (Zn) = 1:1, т.е. n (H2) = n (Zn) =0,005моль. Тогда, масса чистого цинка (без примесей) будет равна (молярная масса – 65 г/моль):

m = n × M;

mpure (Zn) = n (Zn)× M (Zn);

mpure (Zn)= 0,005 × 65 = 0,325г.

Массовая доля цинка в техническом металле рассчитывается как:

ω(Zn) = mpure (Zn)/ mtec(Zn) × 100%;

ω(Zn) = 0,325/ 0,33 × 100%;

ω(Zn) = 98,48%.

Ответ Массовая доля цинка в техническом металле равна 98,48%.
ПРИМЕР 2
Задание Рассчитайте массу цинка, который нужно растворить в соляной кислоте, чтобы получить водород, необходимый для восстановления оксида меди (II) массой 20 г до металла.
Решение Запишем уравнения реакций, которые протекают согласно условию задачи:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ (1);

H2 + CuO = Cu + H2O (2).

Рассчитаем количество вещества оксида меди (II) (молярная масса – 80 г/моль):

n = m / M;

n(CuO) = m (CuO) / M (CuO);

n (CuO) = 20 / 80 = 0,25 моль.

Согласно уравнению (2) n (CuO):n (H2) = 1:1, т.е. n (CuO) = n (H2) =0,25 моль. Тогда, число моль цинка вступившего в реакцию взаимодействия с соляной кислотой будет равно 0,25 моль, поскольку n (Zn):n (H2) = 1:1, т.е. n (Zn) = n (H2).

Масса цинка (молярная масса равна 65 г/моль) равна:

m = n × M;

mpure (Zn) = n (Zn)× M (Zn);

mpure (Zn)= 0,25 × 65 = 16,25г.

Ответ Масса цинка равна 16,25 г.
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.