Оксид меди 2 реагирует с хлором

Химические свойства меди

Медь является очень мягким, ковким и пластичным металлом с высокой электро- и теплопроводностью. Окраска металлической меди красно-розовая. Медь находится в ряду активности металлов правее водорода, т.е. относится к малоактивным металлам.

В обычных условиях медь с кислородом не взаимодействует. Для протекания реакции между ними требуется нагрев. В зависимости от избытка или недостатка кислорода и температурных условий может образовать оксид меди (II) и оксид меди (I):

Реакция серы с медью в зависимости от условий проведения может приводить к образованию как сульфида меди (I), так и сульфида меди (II). При нагревании смеси порошкообразных Cu и S до температуры 300-400 о С образуется сульфид меди (I):

При избытке серы и проведении реакции при температуре более 400 о С образуется сульфид меди (II). Однако, более простым способом получения сульфида меди (II) из простых веществ является взаимодействие меди с серой, растворенной в сероуглероде:

Данная реакция протекает при комнатной температуре.

С фтором, хлором и бромом медь реагирует, образуя галогениды с общей формулой CuHal₂, где Hal – F, Cl или Br:

В случае с йодом — самым слабым окислителем среди галогенов — образуется иодид меди (I):

С водородом, азотом, углеродом и кремнием медь не взаимодействует.

Кислотами-неокислителями являются практически все кислоты, кроме концентрированной серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации. Поскольку кислоты-неокислители в состоянии окислить только металлы, находящиеся в ряду активности до водорода; это означает, что медь с такими кислотами не реагирует.

Поскольку медь не является сильным восстановителем, сера восстанавливается в данной реакции только до степени окисления +4 (в SO₂).

Реакция меди с разбавленной HNO₃ приводит к образованию нитрата меди (II) и монооксида азота:

Концентрированная HNO₃ легко реагирует с медью при обычных условиях. Отличие реакции меди с концентрированной азотной кислотой от взаимодействия с разбавленной азотной кислотой заключается в продукте восстановления азота. В случае концентрированной HNO₃ азот восстанавливается в меньшей степени: вместо оксида азота (II) образуется оксид азота (IV), что связано с большей конкуренцией между молекулами азотной кислоты в концентрированной кислоте за электроны восстановителя (Cu):

Медь реагирует с некоторыми оксидами неметаллов. Например, с такими оксидами, как NO₂, NO, N₂O медь окисляется до оксида меди (II), а азот восстанавливается до степени окисления 0, т.е. образуется простое вещество N₂:

В случае диоксида серы, вместо простого вещества (серы) образуется сульфид меди(I). Связано это с тем, что медь с серой, в отличие от азота, реагирует:

При спекании металлической меди с оксидом меди (II) при температуре 1000-2000 о С может быть получен оксид меди (I):

Также металлическая медь может восстановить при прокаливании оксид железа (III) до оксида железа (II):

Медь вытесняет менее активные металлы (правее нее в ряду активности) из растворов их солей:

Также имеет место интересная реакция, в которой медь растворяется в соли более активного металла – железа в степени окисления +3. Однако противоречий нет, т.к. медь не вытесняет железо из его соли, а лишь восстанавливает его со степени окисления +3 до степени окисления +2:

Последняя реакция используется при производстве микросхем на стадии травления медных плат.

Медь со временем подвергается коррозии при контакте с влагой, углекислым газом и кислородом воздуха:

В результате протекания данной реакции медные изделия покрываются рыхлым сине-зеленым налетом гидроксокарбоната меди (II).

Химические свойства цинка

Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d 10 4s 2 . Для цинка возможна только одна единственная степень окисления, равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)₂ обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.

Цинк при хранении на воздухе тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида ZnO. Особенно легко окисление протекает при высокой влажности и в присутствии углекислого газа вследствие протекания реакции:

Пар цинка горит на воздухе, а тонкая полоска цинка после накаливания в пламени горелки сгорает в нем зеленоватым пламенем:

При нагревании металлический цинк также взаимодействует с галогенами, серой, фосфором:

С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует.

Цинк реагирует с кислотами-неокислителями с выделением водорода:

Особенно легко растворяется в кислотах технический цинк, поскольку содержит в себе примеси других менее активных металлов, в частности, кадмия и меди. Высокочистый цинк по определенным причинам устойчив к воздействию кислот. Для того чтобы ускорить реакцию, образец цинка высокой степени чистоты приводят в соприкосновение с медью или добавляют в раствор кислоты немного соли меди.

При температуре 800-900 o C (красное каление) металлический цинк, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействует с перегретым водяным паром, выделяя из него водород:

Цинк реагирует также и с кислотами-окислителями: серной концентрированной и азотной.

Цинк как активный металл может образовывать с концентрированной серной кислотой сернистый газ, элементарную серу и даже сероводород.

Состав продуктов восстановления азотной кислоты определяется концентрацией раствора:

На направление протекания процесса влияют также температура, количество кислоты, чистота металла, время проведения реакции.

Цинк реагирует с растворами щелочей, при этом образуются тетрагидроксоцинкаты и водород:

С безводными щелочами цинк при сплавлении образует цинкаты и водород:

В сильнощелочной среде цинк является крайне сильным восстановителем, способным восстанавливать азот в нитратах и нитритах до аммиака:

Благодаря комплексообразованию цинк медленно растворяется в растворе аммиака, восстанавливая водород:

Также цинк восстанавливает менее активные металлы (правее него в ряду активности) из водных растворов их солей:

Химические свойства хрома

Наиболее часто проявляемыми степенями окисления хрома являются значения +2, +3 и +6. Их следует запомнить, и в рамках программы ЕГЭ по химии можно считать, что других степеней окисления хром не имеет.

При обычных условиях хром устойчив к коррозии как на воздухе, так и в воде.

Раскаленный до температуры более 600 o С порошкообразный металлический хром сгорает в чистом кислороде образуя окcид хрома (III):

С хлором и фтором хром реагирует при более низких температурах, чем с кислородом (250 и 300 o C соответственно):

С бромом же хром реагирует при температуре красного каления (850-900 o C):

С азотом металлический хром взаимодействует при температурах более 1000 o С:

С серой хром может образовывать как сульфид хрома (II) так и сульфид хрома (III), что зависит от пропорций серы и хрома:

С водородом хром не реагирует.

Хром относится к металлам средней активности (расположен в ряду активности металлов между алюминием и водородом). Это означает, что реакция протекает между раскаленным до красного каления хромом и перегретым водяным паром:

Хром при обычных условиях пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами, однако, растворяется в них при кипячении, при этом окисляясь до степени окисления +3:

В случае разбавленной азотной кислоты основным продуктом восстановления азота является простое вещество N₂:

Хром расположен в ряду активности левее водорода, а это значит, что он способен выделять H₂ из растворов кислот-неокислителей. В ходе таких реакций в отсутствие доступа кислорода воздуха образуются соли хрома (II):

При проведении же реакции на открытом воздухе, двухвалентный хром мгновенно окисляется содержащимся в воздухе кислородом до степени окисления +3. При этом, например, уравнение с соляной кислотой примет вид:

При сплавлении металлического хрома с сильными окислителями в присутствии щелочей хром окисляется до степени окисления +6, образуя хроматы:

Химические свойства железа

При сгорании в чистом кислороде железо образует, так называемую, железную окалину, имеющую формулу Fe₃O₄ и фактически представляющую собой смешанный оксид, состав которого условно можно представить формулой FeO∙Fe₂O₃. Реакция горения железа имеет вид:

При нагревании железо реагирует с серой, образуя сульфид двухвалентого железа:

Либо же при избытке серы дисульфид железа:

Всеми галогенами кроме йода металлическое железо окисляется до степени окисления +3, образуя галогениды железа (lll):

2Fe + 3F₂ =t o => 2FeF₃ – фторид железа (lll)

2Fe + 3Cl₂ =t o => 2FeCl₃ – хлорид железа (lll)

2Fe + 3Br₂ =t o => 2FeBr₃ – бромид железа (lll)

Йод же, как наиболее слабый окислитель среди галогенов, окисляет железо лишь до степени окисления +2:

Следует отметить, что соединения трехвалентного железа легко окисляют иодид-ионы в водном растворе до свободного йода I₂ при этом восстанавливаясь до степени окисления +2. Примеры, подобных реакций из банка ФИПИ:

Железо с водородом не реагирует (с водородом из металлов реагируют только щелочные металлы и щелочноземельные):

Так как железо расположено в ряду активности левее водорода, это значит, что оно способно вытеснять водород из кислот-неокислителей (почти все кислоты кроме H₂SO₄ (конц.) и HNO₃ любой концентрации):

Нужно обратить внимание на такую уловку в заданиях ЕГЭ, как вопрос на тему того до какой степени окисления окислится железо при действии на него разбавленной и концентрированной соляной кислоты. Правильный ответ – до +2 в обоих случаях.

Ловушка здесь заключается в интуитивном ожидании более глубокого окисления железа (до с.о. +3) в случае его взаимодействия с концентрированной соляной кислотой.

С концентрированными серной и азотной кислотами в обычных условиях железо не реагирует по причине пассивации. Однако, реагирует с ними при кипячении:

Обратите внимание на то, что разбавленная серная кислота окисляет железо до степени окисления +2, а концентрированная до +3.

На влажном воздухе железо весьма быстро подвергается ржавлению:

С водой в отсутствие кислорода железо не реагирует ни в обычных условиях, ни при кипячении. Реакция с водой протекает лишь при температуре выше температуры красного каления (>800 о С). т.е.:

Задание 6.1

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых железо реагирует без нагревания.

1) хлорид кальция (р-р)
2) сульфат меди (II) (р-р)
3) концентрированная азотная кислота
4) разбавленная соляная кислота
5) оксид алюминия

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник - Демонстрационный вариант КИМ ЕГЭ по химии 2019 года

Железо будет реагировать с раствором сульфата меди (II). Данная реакция обусловлена тем, что железо в ряду активностей металлов (в электрохимическом ряду напряжений) стоит левее меди (следовательно, железо активнее меди). В связи с этим железо способно вытеснять медь из ее соли:
Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

В случае хлорида кальция железо реагировать не будет, так как кальций находится в указанном ряду левее железа, следовательно, является более активным металлом.

Также железо реагирует без нагревания с разбавленной соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑ (без доступа воздуха).

Также напомним, что в концентрированной азотной кислоте железо пассивируется.

Ответ: 24

Задание 6.2

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых реагирует углерод.

1) оксид свинца (IV)
2) сульфат меди (II) (р-р)
3) разбавленная соляная кислота
4) концентрированная серная кислота
5) хлорид хрома (III) (р-р)

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Углерод будет восстанавливать оксид свинца (IV):
2C + PbO₂ = Pb + 2CO

Углерод будет взаимодействовать с концентрированной серной кислотой при нагревании:
C + 2H₂SO₄ (конц.) = CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O

Ответ: 14

Задание 6.3

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых реагирует медь.

1) гидроксид калия (р-р)
2) хлор
3) сульфат цинка (р-р)
4) хлорид натрия (р-р)
5) нитрат серебра (р-р)

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Медь будет реагировать с хлором:
Cu + Cl₂ = CuCl₂

Медь будет реагировать с раствором нитрата серебра, так как медь находится в ряду активности металлов левее серебра, следовательно, является более активным металлом:
Cu + 2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Ответ: 25

Задание 6.4

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых алюминий реагирует без нагревания.

1) сера
2) нитрат меди (II) (р-р)
3) хлорид калия (р-р)
4) концентрированная серная кислота
5) разбавленная соляная кислота

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Алюминий будет реагировать с раствором нитрата меди (II), так как алюминий находится в ряду активностей металлов (в электрохимическом ряду напряжений) левее меди, следовательно, является более активным металлом и способен вытеснять медь из ее соли:
2Al + 3Cu(NO₃)₂ = 2Al(NO₃)₃ + 3Cu

Алюминий также реагирует без нагревания с разбавленной соляной кислотой с образованием хлорида алюминия:
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑.

Для реакций с серой и концентрированной серной кислотой требуется нагревание.

С хлоридом калия алюминий реагировать не будет.

Ответ: 25

Задание 6.5

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых реагирует кремний.

1) бром
2) хлорид калия (р-р)
3) оксид магния
4) концентрированная азотная кислота
5) сульфат меди (II) (р-р)

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Кремний, проявляя восстановительные свойства, реагирует с бромом:
Si + 2Br₂ = SiBr₄

Кремний, являясь восстановителем, также взаимодействует с оксидом магния:
Si + 2MgO = SiO₂ + 2Mg

Ответ: 13

Задание 6.6

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых реагирует хлор.

1) вода
2) концентрированная серная кислота
3) кислород
4) иодид натрия
5) фторид калия

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Хлор взаимодействует с водой:
Cl₂ + H₂O ⇔ HCl + HClO

Хлор реагирует с иодидом натрия, так как окислительная способность хлора выше окислительной способности иода:
Cl₂ + 2NaI = 2NaCl + I₂

Ответ: 14

Задание 6.7

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует кальций.

1) гидроксид калия
2) серная кислота
3) вода
4) хлорид калия
5) карбонат кальция

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Кальций реагирует с серной кислотой:
Ca + H₂SO₄ = CaSO₄ + H₂↑

Кальций взаимодействует с водой:
Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂↓ + H₂↑

Ответ: 23

Задание 6.8

Из предложенного перечня выберите два вещества, которые реагируют с оксидом цинка.

1) вода
2) оксид азота (II)
3) гидроксид натрия
4) оксид серы (VI)
5) сульфат калия

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Оксид цинка ZnO взаимодействует с гидроксидом натрия:
ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

Оксид цинка ZnO реагирует с оксидом серы (VI):
ZnO + SO₃ = ZnSO₄

Ответ: 34

Задание 6.9

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует водород.

1) оксид железа (III)
2) серная кислота
3) хлорид кальция
4) азот
5) гидроксид натрия

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Водород взаимодействует с оксидом железа (III):
3H₂ + Fe₂O₃ = 2Fe + 3H₂O

Водород реагирует с азотом:
3H₂ + N₂ = 2NH₃

Ответ: 14

Задание 6.10

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует кальций.

1) метан
2) вода
3) оксид калия
4) сера
5) сульфат натрия

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Кальций взаимодействует с водой:
Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂↓ + H₂↑

Кальций реагирует с серой:
Ca + S = CaS

Ответ: 24

Задание 6.11

Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует азот.

1) литий
2) водород
3) вода
4) соляная кислота
5) хлорид калия

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

Азот взаимодействует с литием с образованием нитрида лития:
N₂ + 6Li = 2Li₃N

Азот реагирует с водородом:
N₂ + 3H₂ = 2NH₃

Определения и формулы основных, амфотерных и кислотных оксидов были приведены ранее в уроке 6.

Характерные химические свойства основных оксидов: реакции с кислотными оксидами с образованием солей и с кислотами с образованием солей и воды, например:

Некоторые основные оксиды реагируют с водой с образованием оснований. Эта реакция проходит в том случае, если продукт реакции растворим в воде:

В аналогичных условиях, например, оксид железа (II) с водой реагировать не будет, так как гидроксид железа (II) в воде нерастворим.

Амфотерные оксиды взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями с образованием солей и воды или комплексных соединений:

Кроме того, амфотерные оксиды могут взаимодействовать как с кислотными, так и с основными оксидами, например:

С водой амфотерные оксиды не взаимодействуют.

Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием солей; с основаниями, с образованием солей и воды или кислых солей, а также с водой, в том случае если образующаяся в ходе такой реакции кислота растворима в воде:

Кроме того, кислотные оксиды вступают в окислительно-восстановительные и обменные реакции:

Тренировочные задания

1. Оксид натрия взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) серная кислота и вода
2) уксусная кислота и азот
3) оксид лития и фосфор
4) оксид бария и серная кислота

2. Оксид калия взаимодействует с

1) азотом и фосфором
2) водой и сульфатом натрия
3) серной кислотой и оксидом фосфора (V)
4) литием и хлоридом натрия

3. Оксид кальция взаимодействует с

1) оксидом кремния
2) оксидом углерода (II)
3) оксидом азота (II)
4) оксидом азота (I)

4. Оксид бария взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) азотной кислотой и водой
2) уксусной кислотой и хлором
3) оксидом натрия и азотом
4) оксидом серы (IV) и кремнием

5. Оксид магния не взаимодействует с

1) соляной кислотой
2) серной кислотой
3) оксидом лития
4) оксидом кремния

6. Оксид кальция взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) оксидом фосфора (V), водой
2) оксидом углерода (IV) и сульфидом натрия
3) оксидом магния и азот
4) кислородом и сульфатом натрия

7. Оксид кальция реагирует с

1) медью
2) фосфором
3) оксидом углерода (IV)
4) оксидом магния

8. Оксид натрия реагирует с

1) водой
2) сульфатом калия
3) нитратом железа (II)
4) оксидом азота (II)

9. Оксид бария реагирует с каждым из двух веществ:

1) оксидом азота (II) и хлором
2) азотной кислотой и водой
3) оксидом углерода (II) и железом
4) серой и хлоридом кальция

10. Оксид магния реагирует с каждым из двух веществ:

1) оксидом кальция и оксидом железа (II)
2) оксидом алюминия и оксидом хрома (II)
3) соляной кислотой и оксидом кремния (VI)
4) оксидом фосфора (V) и цинком

11. Оксид цинка

1) растворяется в кислотах, но не реагирует с основаниями
2) растворяется в щелочах, но не реагирует с кислотами
3) реагирует с оксидом натрия, но не реагирует с водой
4) реагирует с оксидом калия и водой

12. Оксид хрома (III) реагирует с

1) оксидом калия
2) водой
3) оксидом серы (VI)
4) оксидом азота (I)

13. Оксид алюминия амфотерен, поскольку он способен взаимодействовать

1) как с азотной, так и серной кислотой
2) с водой и кислотами
3) с водой и щелочами
4) как с кислотами, так и со щелочами

14. Оксид алюминия реагирует с

1) сульфатом калия
2) оксидом калия
3) оксидом азота (II)
4) оксидом углерода (IV)

15. Оксид серы (VI) взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) оксидом лития и углекислым газом
2) водой и углекислым газом
3) водой и гидроксидом калия
4) кислородом и натрием

16. Оксид фосфора (V) взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) кислородом и водородом
2) водой и углекислым газом
3) водой и гидроксидом натрия
4) водой и оксидом углерода (II)

17. Оксид серы (VI) не взаимодействует с

1) водой
2) хлоридом калия
3) гидроксидом натрия
4) оксидом бария

18. Оксид серы (IV) взаимодействует с

1) оксидом углерода (IV) и водой
2) оксидом фосфора (V) и водой
3) сульфатом калия и водой
4) оксидом кальция и гидроксидом натрия

19. Оксид серы (IV) не взаимодействует с

1) водой
2) фосфатом кальция
3) раствором гидроксида натрия
4) гидроксидом кальция

20. Оксид хлора (VII) взаимодействует с каждым из двух веществ:

1) кальцием и углекислым газом
2) водой и углеродом
3) водой и оксидом калия
4) кислородом и азотом

21. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

22. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

23. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

24. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) CaO + SiO₂ →
Б) CaO + H₃PO₄ (разб.) →
В) CaO + HCl →

25. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) ZnO + HCl →
Б) ZnO + NaOH ⎯⎯ H₂O →
В) ZnO + Na₂O ⎯⎯ сплавление →

26. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) ZnO + H₃PO₄ →
Б) ZnO + NaOH + H₂O →
В) ZnO + C →

27. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

28. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

29. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

30. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами реакций.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
А) SO₂ + H₂S →
Б) SO₂ (изб.) + NaOH →
В) SO₂ + NaOH (изб.) →

31. Дана схема превращений:

Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для третьего превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.

32. Дана схема превращений:

33. Дана схема превращений:

34. Дана схема превращений:

Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.

35. Дана схема превращений:

36. Дана схема превращений:

37. Дана схема превращений:

38. Дана схема превращений:

39. Дана схема превращений:

Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для второго превращения составьте сокращённое ионное уравнение реакции.

40. Дана схема превращений: