Номер 16, страница 9 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

16. Приведите уравнения химических реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$Cu \rightarrow CuO \rightarrow CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 \rightarrow CuCl_2 \rightarrow Cu.$

Решение

Для осуществления данной цепи превращений необходимо провести пять последовательных химических реакций. Каждая стрелка в схеме соответствует одному химическому уравнению.

1. $Cu \rightarrow CuO$

Первое превращение — это получение оксида меди(II) из металлической меди. Это реакция окисления, которая происходит при нагревании меди на воздухе. Медь взаимодействует с кислородом, образуя на своей поверхности черный налет оксида меди(II).

Ответ: $2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$

2. $CuO \rightarrow CuSO_4$

Оксид меди(II) является основным оксидом, поэтому он реагирует с кислотами. Для получения сульфата меди(II) необходимо провести реакцию между оксидом меди(II) и серной кислотой. В результате образуется растворимая соль — сульфат меди(II) — и вода.

Ответ: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

3. $CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2$

Гидроксид меди(II) — это нерастворимое основание. Его можно получить по реакции ионного обмена, добавив к раствору сульфата меди(II) раствор щёлочи, например, гидроксида натрия или калия. В ходе реакции выпадает характерный осадок гидроксида меди(II) голубого цвета.

Ответ: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

4. $Cu(OH)_2 \rightarrow CuCl_2$

Гидроксид меди(II), будучи основанием, вступает в реакцию нейтрализации с кислотами. Для получения хлорида меди(II) нужно добавить к осадку гидроксида меди(II) соляную кислоту. Осадок растворится с образованием раствора соли и воды.

Ответ: $Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

5. $CuCl_2 \rightarrow Cu$

Последний этап — восстановление меди из её соли. Это можно осуществить с помощью реакции замещения, используя более активный металл (стоящий в ряду активности металлов левее меди), например, цинк или железо. При погружении цинковой пластинки в раствор хлорида меди(II) на ней будет оседать металлическая медь.

Ответ: $CuCl_2 + Zn \rightarrow ZnCl_2 + Cu$