Номер 77, страница 245 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.77. Как осуществить следующие превращения?

$\mathrm{а}) \mathrm{Cu}⟶{\mathrm{CuСl}}_2⟶\mathrm{Cu}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2⟶[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4]{\left(\mathrm{OH}\right)}_2$ $⟶\mathrm{CuS}⟶\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2⟶\mathrm{CuO}$

$\mathrm{б}) \mathrm{Cu}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2⟶{\mathrm{Cu}}_2\mathrm{O}⟶[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_2]\mathrm{OH}⟶{\mathrm{Cu}}_2{\mathrm{C}}_2$ $⟶\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2⟶{\mathrm{Cu}}_2{\left(\mathrm{OH}\right)}_2{\mathrm{CO}}_3⟶\mathrm{CuO}$

а) Решение

1. Для получения хлорида меди(II) из меди можно провести реакцию меди с хлором при нагревании:
$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$

2. Чтобы получить гидроксид меди(II), к раствору хлорида меди(II) добавляют раствор щёлочи, например, гидроксида натрия. Выпадает голубой осадок:
$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

3. Гидроксид меди(II) растворяется в избытке водного раствора аммиака, образуя комплексное соединение ярко-синего цвета — гидроксид тетраамминмеди(II):
$Cu(OH)_2 + 4NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4](OH)_2$

4. Для получения сульфида меди(II) через раствор гидроксида тетраамминмеди(II) пропускают сероводород или добавляют раствор сульфида, например, сульфида натрия. Выпадает чёрный осадок сульфида меди(II):
$[Cu(NH_3)_4](OH)_2 + H_2S \rightarrow CuS\downarrow + 4NH_3 + 2H_2O$

5. Сульфид меди(II) является очень нерастворимым соединением, для его перевода в нитрат требуется сильный окислитель, такой как азотная кислота. Реакция с разбавленной азотной кислотой:
$3CuS + 8HNO_3(\text{разб.}) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 3S\downarrow + 4H_2O$

6. Нитрат меди(II) при сильном нагревании (прокаливании) разлагается с образованием оксида меди(II), диоксида азота и кислорода:
$2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow$

Ответ:
1. $Cu + Cl_2 \xrightarrow{t} CuCl_2$
2. $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$
3. $Cu(OH)_2 + 4NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4](OH)_2$
4. $[Cu(NH_3)_4](OH)_2 + H_2S \rightarrow CuS\downarrow + 4NH_3 + 2H_2O$
5. $3CuS + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 3S\downarrow + 4H_2O$
6. $2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow$

б) Решение

1. Для восстановления гидроксида меди(II) до оксида меди(I) используют восстановитель в щелочной среде при нагревании. Например, гидразин. Образуется кирпично-красный осадок оксида меди(I):
$4Cu(OH)_2 + N_2H_4 \xrightarrow{t} 2Cu_2O\downarrow + N_2\uparrow + 6H_2O$

2. Оксид меди(I) растворяется в водном растворе аммиака, образуя бесцветный раствор комплексного соединения — гидроксида диамминмеди(I):
$Cu_2O + 4NH_3 + H_2O \rightarrow 2[Cu(NH_3)_2]OH$

3. При пропускании ацетилена через аммиачный раствор гидроксида диамминмеди(I) образуется красно-коричневый осадок ацетиленида меди(I):
$2[Cu(NH_3)_2]OH + C_2H_2 \rightarrow Cu_2C_2\downarrow + 4NH_3 + 2H_2O$

4. Ацетиленид меди(I) — взрывчатое вещество, которое можно окислить концентрированной азотной кислотой для получения нитрата меди(II):
$Cu_2C_2 + 16HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow 2Cu(NO_3)_2 + 2CO_2\uparrow + 12NO_2\uparrow + 8H_2O$

5. Для получения основного карбоната меди(II) (малахита) к раствору нитрата меди(II) добавляют раствор карбоната натрия:
$2Cu(NO_3)_2 + 2Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow Cu_2(OH)_2CO_3\downarrow + 4NaNO_3 + CO_2\uparrow$

6. Основной карбонат меди(II) при нагревании разлагается на оксид меди(II), воду и углекислый газ:
$Cu_2(OH)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2CuO + H_2O\uparrow + CO_2\uparrow$

Ответ:
1. $4Cu(OH)_2 + N_2H_4 \xrightarrow{t} 2Cu_2O\downarrow + N_2\uparrow + 6H_2O$
2. $Cu_2O + 4NH_3 + H_2O \rightarrow 2[Cu(NH_3)_2]OH$
3. $2[Cu(NH_3)_2]OH + C_2H_2 \rightarrow Cu_2C_2\downarrow + 4NH_3 + 2H_2O$
4. $Cu_2C_2 + 16HNO_3 \rightarrow 2Cu(NO_3)_2 + 2CO_2\uparrow + 12NO_2\uparrow + 8H_2O$
5. $2Cu(NO_3)_2 + 2Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow Cu_2(OH)_2CO_3\downarrow + 4NaNO_3 + CO_2\uparrow$
6. $Cu_2(OH)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2CuO + H_2O\uparrow + CO_2\uparrow$