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. Получение меди из нитрата меди(II).
Чтобы из соли получить свободный металл, можно воспользоваться электролизом раствора или реакцией замещения с более активным металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений левее меди (например, железом или цинком).
Возьмём железо $Fe$:
$Cu(NO_{3})_{2} + Fe \rightarrow Fe(NO_{3})_{2} + Cu$

Шаг 2. Получение вещества X из меди.
Нам нужно получить вещество $X$, из которого в одну стадию можно получить нерастворимое основание $Cu(OH)_{2}$. Гидроксиды металлов обычно получают при взаимодействии растворимых солей со щелочами. Значит, вещество $X$ должно быть растворимой солью меди, например, хлоридом меди(II) $CuCl_{2}$.
Медь реагирует с хлором при нагревании:
$Cu + Cl_{2} \xrightarrow{t} CuCl_{2}$
(Также можно растворить медь в концентрированной азотной кислоте, тогда $X$ будет $Cu(NO_{3})_{2}$, но первый вариант проще для понимания).

Шаг 3. Получение гидроксида меди(II) из вещества X.
Для получения нерастворимого основания $Cu(OH)_{2}$ к растворимой соли меди (в нашем случае $CuCl_{2}$) нужно добавить раствор щёлочи, например, гидроксид натрия $NaOH$:
$CuCl_{2} + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow + 2NaCl$
В результате реакции выпадает характерный осадок голубого цвета.

Итоговые уравнения реакций:
1) $Cu(NO_{3})_{2} + Fe \rightarrow Fe(NO_{3})_{2} + Cu$
2) $Cu + Cl_{2} \rightarrow CuCl_{2}$
3) $CuCl_{2} + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_{2} + 2NaCl$

Ответ: 1) $Cu(NO_{3})_{2} + Fe \rightarrow Fe(NO_{3})_{2} + Cu$; 2) $Cu + Cl_{2} \rightarrow CuCl_{2}$; 3) $CuCl_{2} + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_{2} + 2NaCl$.

Источник: ФИПИ