ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер p108.5

В данном задании требуется рассмотреть химические свойства сульфата меди(II) (CuSO₄). Мы запишем уравнения реакций с водой и тремя веществами из каждого предложенного набора. Важно помнить, что CuSO₄ — это соль слабой кислоты и слабого основания (или сильного основания в зависимости от контекста гидролиза, но здесь важнее обменные реакции и окислительно-восстановительные процессы), которая активно реагирует с металлами, стоящими в ряду активности левее меди, а также с щелочами и некоторыми солями.

1. Реакция с водой

Безводный сульфат меди(II) является белым порошком. При взаимодействии с водой он образует кристаллогидрат пентагидрат сульфата меди(II), который имеет характерную синюю окраску. Это качественная реакция на воду.

CuSO₄+5H₂O→CuSO₄·5H₂O

2. Набор 1: аммиак, цинк, гидроксид натрия

• С аммиаком: В избытке аммиака образуется комплексное соединение — тетраамминсульфат меди(II).

CuSO₄+4NH₃→[Cu(NH₃)₄]SO₄

• С цинком: Цинк активнее меди, поэтому происходит реакция замещения (вытеснение меди из раствора).

CuSO₄+Zn→ZnSO₄+Cu

• С гидроксидом натрия: Происходит реакция обмена с выпадением осадка голубого цвета — гидроксида меди(II).

CuSO₄+2NaOH→Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄

3. Набор 2: магний, оксид лития, гидроксид цинка

• С магнием: Магний активнее меди, реакция протекает аналогично предыдущему пункту.

CuSO₄+Mg→MgSO₄+Cu

• С оксидом лития: Оксид лития (Li₂O) является основным оксидом. В водном растворе он сначала превращается в гидроксид лития, который затем реагирует с солью. Однако прямая запись часто предполагает взаимодействие через раствор или расплав. В школьной программе чаще рассматривают реакцию в растворе: Li₂O+H₂O→2LiOH, затем 2LiOH+CuSO₄→Cu(OH)₂↓+Li₂SO₄. Если же рассматривать сухое взаимодействие при нагревании, то основной оксид может реагировать с кислотным оксидом (в составе соли), но для солей тяжелых металлов более типична реакция обмена в растворе. Запишем суммарное уравнение для раствора:

CuSO₄+Li₂O+H₂O→Cu(OH)₂↓+Li₂SO₄

• С гидроксидом цинка: Гидроксид цинка Zn(OH)₂ — амфотерный гидроксид. Он практически не реагирует с нейтральными солями в обычных условиях без образования сложных комплексов или специфических условий. Реакция обмена невозможна, так как оба исходных вещества нерастворимы (или малорастворимы) и нет выходящего продукта (осадка, газа, воды) в классическом понимании для данной пары в разбавленном растворе. Поэтому реакцию не записываем или отмечаем как «реакция не идет».

4. Набор 3: карбонат натрия, железо, хлорид калия

• С карбонатом натрия: Происходит реакция обмена с образованием основного карбоната меди(II) (малахита) и углекислого газа. Часто в школьных задачах упрощенно записывают образование карбоната меди, который нестабилен и распадается, либо сразу основной карбонат.

2CuSO₄+2Na₂CO₃+H₂O→(CuOH)₂CO₃↓+CO₂↑+2Na₂SO₄

(Примечание: иногда допускается запись CuSO₄+Na₂CO₃→CuCO₃↓+Na₂SO₄, но CuCO₃ нестабилен).

• С железом: Железо активнее меди, происходит вытеснение.

CuSO₄+Fe→FeSO₄+Cu

• С хлоридом калия: Все возможные продукты (KCl и CuSO₄ обмениваются ионами на K₂SO₄ и CuCl₂) хорошо растворимы в воде. Признаков реакции (осадок, газ, вода) нет. Реакция не идет .

5. Набор 4: хлорид железа(III), хлорид стронция, серебро

• С хлоридом железа(III): Продукты обмена (Fe₂(SO₄)₃ и CuCl₂) растворимы. Реакция не идет .

CuSO₄+FeCl₃→н.р.

• С хлоридом стронция: Происходит реакция обмена с выпадением белого осадка сульфата стронция, который плохо растворим в воде.

CuSO₄+SrCl₂→SrSO₄↓+CuCl₂

• С серебром: Серебро стоит в ряду активности правее меди, поэтому оно не может вытеснить медь из раствора её соли. Реакция не идет .

CuSO₄+Ag→н.р.