Условие задачи

Укажите уравнения реакций, которые можно использовать в химических источниках тока:a) NaOH + HCl = NaCl + H2O;б) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑;в) CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl;г) CuCl2 + Zn = Cu + ZnCl2.

Решение

Дисциплина: химия (электрохимия). Для химических источников тока (гальванических элементов) нужны окислительно-восстановительные (редокс) реакции, при которых происходит перенос электронов от окислителя к восстановителю, что и создаёт разность потенциалов между электродами.

Анализ реакций:

а) NaOH + HCl → NaCl + H₂O
Это нейтрализация кислоты основанием – здесь не происходит переноса электронов (не редокс-реакция). Поэтому данную реакцию использовать для получения электрического тока нельзя.

б) Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑
В этой реакции идёт коррозия железа: железо окисляется до Fe²⁺, а ионы водорода восстанавливаются до H₂. Это типичная редокс-реакция, которая может быть применена в источниках тока (например, в специальных гальванических элементах).

в) CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl
Здесь происходит осадкообразование гидроксида меди; электронный обмен не происходит (это двойной обмен с образованием нерастворимого осадка). Редокс-процесс отсутствует, так что реакция не пригодна для формирования тока.

г) CuCl₂ + Zn → Cu + ZnCl₂
В данном случае происходит замещение: медь восстанавливается до металлического состояния, а цинк окисляется до Zn²⁺ (фактически, реакция представляется как: Cu²⁺ + Zn → Cu + Zn²⁺). Эта окислительно-восстановительная реакция, которая хорошо применяется в гальванических элементах.

Таким образом, для химических источников тока подходят реакции (б) и (г).