Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить три уравнения химических реакций, учитывая свойства меди и её соединений.

Шаг 1. Превращение $\text{Cu} \rightarrow \text{X}$.
Медь — это малоактивный металл. Чтобы в дальнейшем получить гидроксид меди(II), нам нужно сначала перевести медь в растворимую соль. В качестве вещества $\text{X}$ удобнее всего выбрать нитрат меди(II) — $\text{Cu(NO}_3\text{)}_2$. Для этого медь может прореагировать с концентрированной азотной кислотой:
$\text{Cu} + 4\text{HNO}_3\text{(конц.)} \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2\uparrow + 2\text{H}_2\text{O}$
(Также допустимо окисление меди до хлорида или сульфата при определенных условиях, но получение нитрата — классический способ).

Шаг 2. Превращение $\text{X} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2$.
Гидроксид меди(II) — это нерастворимое основание. Его получают путем взаимодействия растворимой соли меди (нашего вещества $\text{X}$) со щелочью (например, гидроксидом натрия или калия):
$\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow + 2\text{NaNO}_3$
В результате реакции выпадает характерный осадок голубого цвета.

Шаг 3. Превращение $\text{Cu(OH)}_2 \rightarrow \text{CuCl}_2$.
Чтобы из нерастворимого основания получить соль (хлорид меди), необходимо провести реакцию нейтрализации. Для этого к гидроксиду меди(II) добавляем соляную кислоту:
$\text{Cu(OH)}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$
Осадок растворяется, и образуется раствор хлорида меди(II).

Ответ:
1) $\text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$
2) $\text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 + 2\text{NaNO}_3$
3) $\text{Cu(OH)}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

Источник: ФИПИ