Question

Имеются простое вещество медь и концентрированные кислоты: H,SO, HNO3, H3PO4. Напишите уравнения возможных реакций, рассмотрите их с точки зрения процессов окисления-восстановления. Со сложными веществами каких классов могут реагировать кислоты (перечислите)? Дайте пояснение в виде двух уравнений реакций.

Answer 1

I реакции кислот с медью:

• с H²SO⁴ (конц.) :

Cu + 2 H²SO⁴ (конц.) ===> CuSO⁴ + SO² ↑ + 2 H²O

1 | Cu° —( -2 ē ) —> Сu (+2) | вос-тель, ок-ся

1 | S (+6 ē) —( +2 ē )—> S (+4) | ок-тель, вос-ся

• с HNO³ (конц.) :

Cu + 4 HNO³ (конц.) ===> Cu(NO³)² + 2 NO² ↑ + 2 H²O

1 | Cu° —( -2 ē )—> Cu (+2) | вос-тель, ок-ся

2 | N (+5) —( +1 ē)—> N (+4) | ок-тель, вос-ся

• с H³PO⁴ (конц.) :

Cu + H³PO⁴ (конц.) ===> ⌀

II вопрос:

• Кислоты могут реагировать с металлами (до H² в ряду сопряжённости металлов), с основными оксидами, с основаниями (если выпадает осадок/выделяется газ/образуется слабый электролит), а также с солями (если выпадает осадок/выделяется газ/образуется слабый электролит)

• Пояснение:

1) HCl + AgNO³ ===> AgCl ↓ + HNO³

2) 5 H²SO⁴ + 4 Mg ===> 4 MgSO⁴ + H²S ↑ + 4 H²O

Answer 2

Давайте рассмотрим реакции кислот с медью и проанализируем их с точки зрения процессов окисления-восстановления.

1. Реакция с серной кислотой (H2SO4): $Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + 2H2O + 2SO2$

   В этой реакции медь (Cu) окисляется из нулевой степени окисления до двухвалентного катиона в сульфате меди (CuSO4). Сера (S) в H2SO4 восстанавливается из +6 до +4 в SO2.

2. Реакция с азотной кислотой (HNO3): $3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O$

   В этой реакции медь окисляется из нулевой степени окисления до двухвалентного катиона в нитрате меди (Cu(NO3)2). Азот (N) в HNO3 восстанавливается из +5 до +2 в NO.

3. Реакция с фосфорной кислотой (H3PO4): $2Cu + 4H3PO4 -> 2CuH2PO4 + 2H2 + PH3$

   В этой реакции медь окисляется из нулевой степени окисления до одновалентного катиона в фосфате меди (CuH2PO4). Фосфор (P) в H3PO4 восстанавливается из +5 до -3 в PH3.

Теперь рассмотрим с кем реагируют эти кислоты:

• Сера входит в состав серной кислоты (H2SO4).
• Азот входит в состав азотной кислоты (HNO3).
• Фосфор входит в состав фосфорной кислоты (H3PO4).

Таким образом, кислоты реагируют со сложными веществами классов: серы, азота и фосфора.

Пояснение к реакциям:

1. Реакция с серной кислотой (H2SO4): В этой реакции медь сначала отдает два электрона, окисляясь до двухвалентного катиона Cu2+. Сера в кислоте H2SO4 получает электроны, уменьшаясь до SO2. Таким образом, здесь происходит окисление меди и восстановление серы.

2. Реакция с азотной кислотой (HNO3): Здесь медь снова отдает электроны, окисляясь до двухвалентного катиона Cu2+. Азот в HNO3 получает электроны, восстанавливаясь до NO. Таким образом, здесь также происходит окисление меди и восстановление азота.

Эти реакции демонстрируют принципы окисления-восстановления (редокс-реакции), в которых одно вещество теряет электроны (окисление), а другое приобретает их (восстановление).