Determine se ocorre reação e escreva a equação balanceada. Reações de simples troca:
\mathrm{Zn}+\mathrm{CuSO}_{4} \rightarrow ?

Passo 1

O enunciado dá os reagentes e pede duas coisas:
  • Reagentes fornecidos: \mathrm{Zn} e \mathrm{CuSO}_{4}.
  • O que pedir: determinar se ocorre reação de simples troca (ou seja, se o zinco desloca o cobre) e escrever a equação balanceada do que ocorrer.

Passo 2

Entendendo o que decide se a reação ocorre (explicação didática e passo a passo).
  • Em reações de simples troca metal + sal metálico em solução aquosa, o metal livre só desloca o metal ionizado do sal se for mais reativo (mais “forte”) que o metal presente no cátion do sal.
  • Uma maneira simples e prática de decidir isso na prova é usar a série de reatividade dos metais (atividade): metais mais altos na série deslocam metais mais baixos de suas soluções iônicas.
  • Comparando os dois metais aqui: zinco e cobre. O zinco é mais reativo que o cobre (isto é informação padrão da série de reatividade: \mathrm{Zn} está acima de \mathrm{Cu}). Portanto, o zinco pode deslocar o cobre do seu sal.
  • Conclusão lógica (antes de escrever equações): como \mathrm{Zn} é mais reativo que \mathrm{Cu}, a reação de simples troca ocorre.

Passo 3

Escrevendo as meias-reações (explicação de oxidação e redução).
  • Em linguagem de oxirredução, o metal que se oxida perde elétrons; o cátion que se reduz ganha elétrons.
  • Para o zinco: ele passa do estado elementar para íon +2. A meia-reação de oxidação é
\mathrm{Zn} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + 2e^{-}.
  • Para o cobre (no sal temos o cátion \mathrm{Cu}^{2+}): a meia-reação de redução é
\mathrm{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \mathrm{Cu}.
  • As cargas eletrônicas ( 2e^{-} ) são as mesmas em magnitude, então ao somar as duas meias-reações os elétrons se cancelam, dando a reação iônica líquida (net ionic).

Passo 4

Obter a equação iônica líquida e reconstituir o sal (explicação passo a passo).
  • Somando as meias-reações e cancelando 2e^{-}, obtemos a equação iônica líquida:
\mathrm{Zn} + \mathrm{Cu}^{2+} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + \mathrm{Cu}.
  • Na solução original o ânion que acompanha \mathrm{Cu}^{2+} é o \mathrm{SO}_{4}^{2-}. Esse ânion é espectador (não participa da troca de elétrons) e permanece com o cátion que fica na solução.
  • Reatando o ânion \mathrm{SO}_{4}^{2-} aos cátions para escrever a equação molecular completa, temos:
\mathrm{Zn} + \mathrm{CuSO}_{4} \rightarrow \mathrm{ZnSO}_{4} + \mathrm{Cu}.

Passo 5

Verificação de balanceamento e observações finais.
  • Verificação de átomos: zinco (1 de cada lado), cobre (1 de cada lado), enxofre (1 de cada lado), oxigênio (4 de cada lado). Está balanceado em átomos.
  • Verificação de cargas (na forma iônica): antes da reação, \mathrm{Zn} é neutro e \mathrm{Cu}^{2+} tem +2; depois, \mathrm{Zn}^{2+} tem +2 e \mathrm{Cu} é neutro — cargas conciliadas na iônica líquida.
  • Conclusão didática: a reação ocorre e é uma típica simples troca (oxidação do zinco e redução do cobre). Na prática, ao colocar um pedaço de zinco numa solução de sulfato de cobre, o zinco se dissolve formando sulfato de zinco e cobre metálico depositado.

Resposta

Sim.
\mathrm{Zn} + \mathrm{CuSO}_{4} \rightarrow \mathrm{ZnSO}_{4} + \mathrm{Cu}

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