Скласти 10 хімічних реакцій металів з солями

Добрый день! Рад принять участие в вашей учебной задаче. Давайте решим ее поэтапно.

Сначала нам нужно выполнить условие №30. Данное условие можно записать в виде уравнения химической реакции:

CuS + H2SO4 → CuSO4 + H2S

Здесь CuS - сульфид меди(I), H2SO4 - азотная кислота, CuSO4 - сульфат меди(II), H2S - сероводород.

Первым шагом нужно определить коэффициенты перед формулами веществ, чтобы уравнение стало сбалансированным и показывало правильное соотношение реагентов и продуктов. Давайте начнем с баланса меди(I):

CuS + H2SO4 → CuSO4 + H2S

Количество меди(I) слева от стрелки равно 1, а справа - тоже 1, значит коэффициент перед CuS уже равен 1.

Теперь посмотрим на сероводород (H2S):

CuS + H2SO4 → CuSO4 + H2S

Слева его нет, справа - 1, значит коэффициент перед H2S должен быть также равен 1.

Азотная кислота (H2SO4) тоже находится только справа, значит ее коэффициент тоже равен 1.

Остался сульфат меди (II), CuSO4:

CuS + H2SO4 → CuSO4 + H2S

Слева его нет, справа - 1, значит коэффициент перед CuSO4 равен 1.

Теперь у нас получилось сбалансированное уравнение:

CuS + H2SO4 → CuSO4 + H2S

Суть решения задачи заключается в том, что мы использовали среди данных веществ сульфид меди(I) и азотную кислоту для получения сульфата меди(II) и сероводорода.

Теперь перейдем к условию №31. Данное условие можно записать в виде уравнения химической реакции:

Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O

Здесь Mg(OH)2 - гидроксид магния, H2SO4 - азотная кислота, MgSO4 - сульфат магния, H2O - вода.

Давайте снова проведем балансировку уравнения:

Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O

Составим таблицу для каждого элемента:

| Вещество | Магний (Mg) | Гидроксиды (OH) | Водород (H) | Сера (S) | Кислород (O) |
| :------------: | :------------: | :---------------: | :-----------: | :---------: | :------------: |
| Мg(OH)2 (слева) | 1 | 2 | 0 | 0 | 2 |
| H2SO4 (справа) | 0 | 0 | 2 | 1 | 4 |
| MgSO4 (справа) | 1 | 0 | 0 | 1 | 4 |
| H2O (справа) | 0 | 1 | 4 | 0 | 2 |

Из таблицы видно, что у нас незабалансировано количество магния (Mg) и гидроксидов (OH) на левой стороне уравнения. Таким образом, чтобы уравнение стало сбалансированным, нам необходимо поставить коэффициенты перед Mg(OH)2:

Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O

Количество магния теперь слева равно 1, а справа - также 1, значит коэффициент перед Mg(OH)2 уже равен 1.

Теперь у нас получилось сбалансированное уравнение:

Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O

Таким образом, для выполнения задачи №30 мы использовали сульфид меди(I) и азотную кислоту, а для выполнения задачи №31 - гидроксид магния и азотную кислоту.

Надеюсь, я смог ясно и понятно объяснить вам решение задачи. Если у вас остались какие-либо вопросы, я с удовольствием на них отвечу.

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать принцип равновесия химических реакций, а именно принцип равновесия реакции образования сульфида кадмия (CdS) из сероводорода (H2S).

Рассмотрим реакцию образования CdS из H2S:
Cd2+ + S2- ⇄ CdS

Из задачи нам дана ПР CdS (произведение растворимости) равное 8*10^-27, что является произведением концентраций ионов Cd2+ и S2- в растворе CdS.

Предположим, что при начале осаждения все Cd2+ и S2- ионы находятся в растворе и реакция не идет в направлении образования осадка CdS.

Представим таблицу исходных концентраций:
------------------------------------------------------------------------------
| | Cd2+ (моль/л) | H2S (моль/л) | S2- (моль/л) |
------------------------------------------------------------------------------
| Исходные концентрации | ? | 0,01 | 0,01 |
------------------------------------------------------------------------------

Поскольку H2S является слабой двухосновной кислотой, оно может обратимо диссоциировать на H+ и HS-:

H2S ⇄ H+ + HS-

K1(H2S) = [H+][HS-]/[H2S]

Если мы предположим, что концентрация [H2S] практически не изменится (т.к. ПР столь мал), то можем сказать, что [H2S] ~ 0,01 моль/л.

Запишем соотношение концентраций [H+], [HS-], и [H2S]:
[H2S] = [H+] + [HS-]

Также, учитывая, что [S2-] = [HS-] (т.к. CdS - как раз осадок, образующийся из Cd2+ и S2-), можем заменить [HS-] на [S2-] в уравнении выше.

[H2S] = [H+] + [S2-]

Теперь рассчитаем концентрацию [H+].

[K1(H2S)] = [H+][S2-]/[H2S]

Подставим известные значения и больше неизвестную концентрацию [H+]:
10^-7 = [H+]*[0,01]/[0,01]
10^-7 = [H+]

Теперь, когда мы знаем концентрацию [H+], можем найти [HS-], так как [H2S] = [H+] + [HS-]:
[HS-] = [H2S] - [H+]
[HS-] = 0,01 - 10^-7

Также, как уже было отмечено ранее, [S2-] = [HS-], поэтому можем сказать, что [S2-] = [HS-] = 0,01 - 10^-7.

Теперь рассмотрим реакцию образования CdS:
Cd2+ + S2- ⇄ CdS

Исходя из принципа Ле-Шателье, реакция будет идти в направлении образования осадка, когда концентрация [S2-] превышает ПР CdS.

В нашем случае [S2-] = 0,01 - 10^-7, что значительно больше ПР CdS (8*10^-27). Следовательно, реакция пойдет вправо и начнется осаждение CdS.

Таким образом, мы получаем pH начала осаждения сульфида кадмия равным 7, так как концентрация [H+] равна 10^-7, что соответствует нейтральному pH (pH = -log[H+]).