Задача 7, страница 246 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Задача 7

Исходя из оксида меди (II), получите раствор сульфата меди (II) и выделите из него кристаллический медный купорос. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Для решения данной задачи необходимо выполнить два последовательных химических превращения: сначала получить водный раствор сульфата меди(II) из оксида меди(II), а затем из этого раствора выделить кристаллы медного купороса.

1. Получение раствора сульфата меди (II)

Оксид меди(II) ($CuO$) является основным оксидом и вступает в реакцию с кислотами. Для получения сульфата меди(II) ($CuSO_4$) нужно провести реакцию оксида меди(II) с серной кислотой ($H_2SO_4$). В результате реакции образуется растворимая в воде соль — сульфат меди(II) — и вода. Раствор приобретает характерный голубой цвет.

Молекулярное уравнение реакции:

$CuO(тв) + H_2SO_4(р-р) \rightarrow CuSO_4(р-р) + H_2O(ж)$

Для составления ионных уравнений учтем, что оксид меди(II) — твердое, нерастворимое в воде вещество, поэтому записывается в молекулярной форме. Серная кислота является сильным электролитом и в растворе диссоциирует на ионы. Сульфат меди(II) — растворимая соль, также диссоциирует на ионы.

Полное ионное уравнение:

$CuO(тв) + 2H^+(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) \rightarrow Cu^{2+}(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) + H_2O(ж)$

Сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$) присутствуют в левой и правой частях уравнения и не участвуют в химическом превращении, поэтому их можно сократить.

Сокращенное ионное уравнение:

$CuO(тв) + 2H^+(р-р) \rightarrow Cu^{2+}(р-р) + H_2O(ж)$

Ответ: Молекулярное уравнение: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $CuO + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O$.

2. Выделение кристаллического медного купороса

Медный купорос — это тривиальное название кристаллогидрата сульфата меди(II), химическая формула которого $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Чтобы выделить его из полученного раствора, необходимо сначала увеличить концентрацию соли путем выпаривания части воды (растворителя). Затем полученный насыщенный горячий раствор нужно медленно охладить. При понижении температуры растворимость сульфата меди(II) уменьшается, и он начинает кристаллизоваться из раствора в виде красивых синих кристаллов пентагидрата.

Этот физико-химический процесс кристаллизации можно описать уравнением.

Уравнение в молекулярной форме (схематически):

$CuSO_4(р-р) + 5H_2O(ж) \xrightarrow{кристаллизация} CuSO_4 \cdot 5H_2O(тв)$

Уравнение в ионной форме, отражающее объединение ионов и молекул воды в кристаллическую решетку:

$Cu^{2+}(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) + 5H_2O(ж) \xrightarrow{кристаллизация} CuSO_4 \cdot 5H_2O(тв)$

Ответ: Процесс выделения медного купороса из раствора описывается уравнением кристаллизации, которое в ионной форме выглядит так: $Cu^{2+} + SO_4^{2-} + 5H_2O \rightarrow CuSO_4 \cdot 5H_2O(тв)$.