Номер 2, страница 111 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Получите гидроксид меди(II) реакцией обмена и проведите эксперименты, характеризующие химические свойства этого соединения. Запишите молекулярные и ионные уравнения проведённых реакций.

Решение

1. Получение гидроксида меди(II) реакцией обмена

Гидроксид меди(II) $Cu(OH)_2$ является нерастворимым основанием, поэтому его можно получить реакцией ионного обмена между любой растворимой солью меди(II) и раствором щёлочи. В качестве примера используем реакцию между сульфатом меди(II) $CuSO_4$ и гидроксидом натрия $NaOH$.

При сливании растворов этих веществ наблюдается выпадение студенистого осадка голубого цвета – это и есть гидроксид меди(II).

• Молекулярное уравнение реакции:

  $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

• Полное ионное уравнение (учитываем, что $CuSO_4$ и $NaOH$ – сильные электролиты, а $Cu(OH)_2$ – нерастворимое вещество):

  $Cu^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}$

• Сокращенное ионное уравнение (получается после сокращения одинаковых ионов в левой и правой частях):

  $Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$

Ответ: Уравнения реакции получения: Молекулярное: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$. Сокращенное ионное: $Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$.

2. Эксперименты, характеризующие химические свойства гидроксида меди(II)

Проведем два эксперимента, демонстрирующие основные химические свойства $Cu(OH)_2$ как нерастворимого основания.

а) Взаимодействие с сильными кислотами

Гидроксид меди(II) проявляет основные свойства, реагируя с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации). Для эксперимента к полученному осадку $Cu(OH)_2$ добавим раствор сильной кислоты, например, соляной кислоты $HCl$. Наблюдаем растворение голубого осадка и образование раствора голубого цвета – хлорида меди(II) $CuCl_2$.

• Молекулярное уравнение реакции:

  $Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

• Полное ионное уравнение ($Cu(OH)_2$ как нерастворимое вещество на ионы не расписывается):

  $Cu(OH)_2 \downarrow + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Cu^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O$

• Сокращенное ионное уравнение:

  $Cu(OH)_2 \downarrow + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2H_2O$

Ответ: Уравнения реакции с кислотой: Молекулярное: $Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$. Сокращенное ионное: $Cu(OH)_2 \downarrow + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2H_2O$.

б) Термическое разложение

Большинство нерастворимых гидроксидов металлов при нагревании разлагаются. Гидроксид меди(II) не является исключением. При нагревании пробирки с осадком $Cu(OH)_2$ его голубой цвет сменяется на черный. Это происходит из-за разложения гидроксида на оксид меди(II) $CuO$ (вещество черного цвета) и воду.

• Молекулярное уравнение реакции:

  $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

Поскольку реакция протекает не в растворе и в ней не участвуют ионы в свободном виде, ионные уравнения для данного процесса не составляются.

Ответ: Уравнение реакции разложения: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$.