Задание №31 — Основы неорганической химии
Водный раствор нитрата меди(II) подвергли электролизу. Продукт, образовавшийся на катоде, нагрели с оксидом меди(II), при этом образовалось вещество красного цвета. Это вещество обработали концентрированной серной кислотой при нагревании, наблюдали выделение газа с резким запахом. При добавлении к получившемуся раствору раствора сульфида натрия образовался чёрный осадок.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Нитрат меди(II) — соль малоактивного металла, поэтому при электролизе его водного раствора на катоде выделяется медь, а на аноде — кислород; раствор при этом подкисляется азотной кислотой.
1) Электролиз водного раствора нитрата меди(II). На катоде восстанавливаются катионы меди, на аноде окисляется вода:
2Cu(NO3)2 + 2H2O → (электролиз) 2Cu + O2↑ + 4HNO3
2) Продукт катода — металлическая медь. При нагревании она восстанавливает оксид меди(II) до оксида меди(I) — это и есть вещество красного цвета:
Cu + CuO → (t°) Cu2O
3) Оксид меди(I) окисляется горячей концентрированной серной кислотой; газ с резким запахом — оксид серы(IV):
Cu2O + 3H2SO4 (конц.) → (t°) 2CuSO4 + SO2↑ + 3H2O
4) В растворе — сульфат меди(II). Сульфид натрия даёт с ним чёрный осадок сульфида меди(II):
CuSO4 + Na2S → CuS↓ + Na2SO4
Проверка: в третьем уравнении слева 2 атома Cu, 3 атома S, 6 атомов H и 1 + 12 = 13 атомов O; справа 2 атома Cu, 2 + 1 = 3 атома S, 6 атомов H и 8 + 2 + 3 = 13 атомов O.
Ответ: уравнения четырёх реакций:
2Cu(NO3)2 + 2H2O → (электролиз) 2Cu + O2↑ + 4HNO3
Cu + CuO → (t°) Cu2O
Cu2O + 3H2SO4 (конц.) → (t°) 2CuSO4 + SO2↑ + 3H2O
CuSO4 + Na2S → CuS↓ + Na2SO4
Источник: ФИПИ