Опыт 4, страница 194 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Опыт 4. Восстановление оксида меди (ІІ).

В пробирку поместите небольшое количество смеси черного порошка оксида меди (II) с порошком древесного угля. Затем смесь нагрейте до появления у смеси красного цвета из-за образовавшейся меди. Напишите уравнение реакции. Объясните эксперимент.

Решение

В данном эксперименте описывается процесс восстановления оксида меди (II) с помощью древесного угля (углерода). Это типичная окислительно-восстановительная реакция, протекающая при нагревании.

Исходные вещества — оксид меди (II) ($CuO$) и древесный уголь ($\text{C}$) — представляют собой порошки черного цвета. При их смешивании и последующем нагревании углерод, будучи химически более активным (в условиях реакции), отнимает кислород у оксида меди. В ходе этого процесса происходят следующие превращения:

1. Восстановление меди: ионы меди $Cu^{+2}$ в оксиде меди (II) принимают электроны и превращаются в атомы металлической меди $Cu^0$. Металлическая медь имеет характерный красный цвет. Именно ее появление и наблюдается в опыте.

$Cu^{+2} + 2e^{-} \rightarrow Cu^{0}$ (процесс восстановления, $CuO$ — окислитель).

2. Окисление углерода: атомы углерода $C^0$ отдают электроны и окисляются, соединяясь с кислородом. Продуктом окисления может быть углекислый газ $CO_2$ (при полном окислении) или угарный газ $CO$ (при неполном).

$C^{0} - 4e^{-} \rightarrow C^{+4}$ (процесс окисления, $\text{C}$ — восстановитель).

Таким образом, изменение цвета смеси с черного на красный свидетельствует об образовании металлической меди в результате реакции.

Суммарное уравнение реакции, как правило, записывают с образованием углекислого газа:

$2Cuo + C \xrightarrow{t} 2Cu + CO_2$

При избытке угля или недостатке оксида меди (II) реакция может идти с образованием угарного газа:

$Cuo + C \xrightarrow{t} Cu + CO$

Ответ: Эксперимент демонстрирует восстановление меди из её оксида с помощью углерода. При нагревании смеси черного цвета, состоящей из оксида меди (II) и угля, протекает окислительно-восстановительная реакция. Углерод (восстановитель) забирает кислород у оксида меди (II) (окислителя), в результате чего образуется металлическая медь красного цвета и углекислый газ. Уравнение реакции: $2Cuo + C \xrightarrow{t} 2Cu + CO_2$.