Номер 3, страница 46 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

3. Ответьте на вопросы.

♦ Что вы наблюдаете в каждой пробирке при выполнении опыта?

♦ Произошло ли взаимодействие меди с кислотами? Почему?

Что вы наблюдаете в каждой пробирке при выполнении опыта?

При выполнении опыта с медью и различными кислотами наблюдаются следующие явления:

• В пробирке с раствором неорганической неокисляющей кислоты (например, соляной кислоты $HCl$ или разбавленной серной кислоты $H_2SO_4$) видимых изменений не наблюдается. Медь не растворяется, газ не выделяется, раствор остается бесцветным.

• В пробирке с разбавленной азотной кислотой $HNO_3$: наблюдается растворение медной проволоки или стружки, раствор приобретает синий цвет (из-за образования нитрата меди(II) $Cu(NO_3)_2$). Выделяется бесцветный газ (оксид азота(II) $NO$), который на воздухе над раствором буреет, превращаясь в бурый газ (диоксид азота $NO_2$).

  Уравнение реакции: $3Cu + 8HNO_3(\text{разб.}) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO \uparrow + 4H_2O$

  Окисление $NO$ воздухом: $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2 \uparrow$

• В пробирке с концентрированной азотной кислотой $HNO_3$: наблюдается бурное растворение меди, раствор становится синим. Сразу же выделяется бурый газ (диоксид азота $NO_2$).

  Уравнение реакции: $Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

• В пробирке с концентрированной серной кислотой $H_2SO_4$ (при нагревании): наблюдается растворение меди, раствор приобретает синий цвет. Выделяется газ с резким запахом (диоксид серы $SO_2$).

  Уравнение реакции: $Cu + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \xrightarrow{\text{нагревание}} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Произошло ли взаимодействие меди с кислотами? Почему?

Взаимодействие меди с кислотами может происходить или не происходить в зависимости от типа кислоты.

• С неорганическими неокисляющими кислотами (например, $HCl$, разбавленная $H_2SO_4$) взаимодействие меди не происходит. Это объясняется тем, что медь находится в ряду активности металлов после водорода и имеет положительный стандартный электродный потенциал ($E^0(Cu^{2+}/Cu) = +0.34 \text{ В}$). Медь менее активна, чем водород, и не может вытеснять его из кислот.

• С кислотами-окислителями (азотная кислота $HNO_3$ любой концентрации, концентрированная серная кислота $H_2SO_4$ при нагревании) взаимодействие меди происходит. Эти кислоты являются сильными окислителями. Они окисляют медь до ионов $Cu^{2+}$, а сами восстанавливаются. В этих реакциях водород не выделяется, так как окислителем выступает не ион водорода, а центральный атом кислоты (азот в $HNO_3$ или сера в $H_2SO_4$).