Гидроксид цинка, Zn(OH)2, является амфотерным соединением, то есть он способен реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Рассмотрим каждую из предложенных пар веществ:
1) H2SO4 (серная кислота) и KOH (гидроксид калия)
Реакция с серной кислотой (H2SO4):
Гидроксид цинка реагирует с серной кислотой, образуя сульфат цинка и воду:
[
\text{Zn(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Это типичная реакция нейтрализации, где амфотерный гидроксид взаимодействует с кислотой.
Реакция с гидроксидом калия (KOH):
Гидроксид цинка также реагирует с сильными основаниями, такими как KOH, образуя растворимый комплекс:
[
\text{Zn(OH)}_2 + 2\text{KOH} \rightarrow \text{K}_2[\text{Zn(OH)}_4]
]
Здесь образуется комплексный ион тетрагидроксоцинкат калия.
2) NaOH (гидроксид натрия) и Cu(OH)2 (гидроксид меди(II))
Реакция с гидроксидом натрия (NaOH):
Подобно реакции с KOH, гидроксид цинка взаимодействует с NaOH, образуя растворимый комплекс:
[
\text{Zn(OH)}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2[\text{Zn(OH)}_4]
]
Реакция с гидроксидом меди(II) (Cu(OH)2):
Гидроксид цинка и гидроксид меди(II) не реагируют друг с другом напрямую, поскольку оба вещества являются осадками в водной среде и не образуют новых соединений без участия дополнительных реагентов.
3) Na2SO4 (сульфат натрия) и HNO3 (азотная кислота)
Реакция с сульфатом натрия (Na2SO4):
Гидроксид цинка не реагирует с сульфатом натрия, так как это соль и не оказывает влияния на кислотно-основное равновесие системы.
Реакция с азотной кислотой (HNO3):
Гидроксид цинка реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат цинка и воду:
[
\text{Zn(OH)}_2 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Это также реакция нейтрализации.
4) HCl (хлороводородная кислота) и O2 (кислород)
Реакция с хлороводородной кислотой (HCl):
Гидроксид цинка взаимодействует с хлороводородной кислотой, образуя хлорид цинка и воду:
[
\text{Zn(OH)}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Это классическая реакция между амфотерным гидроксидом и кислотой.
Реакция с кислородом (O2):
Гидроксид цинка не реагирует с кислородом при нормальных условиях. Взаимодействие с кислородом требует более специфических условий и катализаторов, которые не предусмотрены в данном контексте.
Таким образом, гидроксид цинка может эффективно реагировать с кислотами и сильными основаниями из предложенных пар веществ, но не взаимодействует с нейтральными солями или кислородом при обычных условиях.