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

Решение.

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

Шаг 1. Переход $CuO \rightarrow X$.
Оксид меди(II) $CuO$ — это основной оксид. Чтобы получить из него вещество $X$, из которого в дальнейшем можно получить нерастворимое основание $Cu(OH)_{2}$, нам нужно перевести оксид в растворимую соль меди. Самый простой способ — растворить оксид в сильной кислоте, например, в серной или соляной. Пусть $X$ будет сульфатом меди(II) $CuSO_{4}$.
$CuO + H_{2}SO_{4} \rightarrow CuSO_{4} + H_{2}O$

Шаг 2. Переход $X \rightarrow Cu(OH)_{2}$.
Теперь из растворимой соли меди $CuSO_{4}$ нужно получить нерастворимое основание — гидроксид меди(II). Для этого необходимо провести реакцию ионного обмена с растворимой щелочью (например, гидроксидом натрия или калия).
$CuSO_{4} + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
В результате реакции выпадает характерный осадок голубого цвета.

Шаг 3. Переход $Cu(OH)_{2} \rightarrow CuO$.
Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на соответствующий оксид металла и воду. При нагревании голубого осадка гидроксида меди(II) образуется черный порошок оксида меди(II).
$Cu(OH)_{2} \xrightarrow{t} CuO + H_{2}O$

Итоговые уравнения реакций:
1) $CuO + H_{2}SO_{4} \rightarrow CuSO_{4} + H_{2}O$
2) $CuSO_{4} + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_{2} + Na_{2}SO_{4}$
3) $Cu(OH)_{2} \rightarrow CuO + H_{2}O$

Ответ: 1) $CuO + H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + H_{2}O$; 2) $CuSO_{4} + 2NaOH = Cu(OH)_{2} + Na_{2}SO_{4}$; 3) $Cu(OH)_{2} = CuO + H_{2}O$.

Источник: ФИПИ