Задание №31 — Основы неорганической химии
Провели электролиз водного раствора нитрата меди(II). Выделившийся при этом газ прореагировал с натрием. Полученное при этом вещество растворили в холодной воде. К образовавшемуся раствору добавили раствор сульфата хрома(III) и нагрели, при этом раствор приобрёл жёлтый цвет. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Цепочка: Cu(NO3)2 → O2 → Na2O2 → H2O2 → Na2CrO4 (жёлтый раствор).
При электролизе раствора нитрата меди(II) на катоде выделяется медь, а на аноде окисляется вода: выделяется кислород и накапливается азотная кислота.
2Cu(NO3)2 + 2H2O → (электролиз) 2Cu + O2↑ + 4HNO3
Натрий, сгорая в кислороде, даёт пероксид натрия.
2Na + O2 → (t°) Na2O2
С холодной водой пероксид натрия обменивается без разложения пероксогруппы: получается щёлочь и пероксид водорода (в горячей воде H2O2 тут же разложился бы с выделением O2). Именно этот раствор NaOH + H2O2 нужен для последней реакции.
Na2O2 + 2H2O (холодная) → 2NaOH + H2O2
В щелочной среде при нагревании пероксид водорода окисляет Cr+3 до Cr+6; устойчивая в щёлочи форма — хромат, он и окрашивает раствор в жёлтый цвет.
Cr2(SO4)3 + 3H2O2 + 10NaOH → (t°) 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 8H2O
Проверка: в последнем уравнении 2Cr+3 отдают 2·3 = 6 e−, 3H2O2 принимают 3·2 = 6 e−; атомов Na слева 10, справа 4 + 6 = 10, атомов O слева 12 + 6 + 10 = 28, справа 8 + 12 + 8 = 28.
Ответ:
2Cu(NO3)2 + 2H2O → (электролиз) 2Cu + O2↑ + 4HNO3
2Na + O2 → (t°) Na2O2
Na2O2 + 2H2O (холодная) → 2NaOH + H2O2
Cr2(SO4)3 + 3H2O2 + 10NaOH → (t°) 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 8H2O
Источник: ФИПИ