Осуществите следующие превращения Cu->CuCl2->Cu(OH)2->CuSO4

Давайте рассмотрим каждое из превращений, которые вы указали, и подробно объясним, как они происходят.

1. Cu → CuCl2

Первое превращение — это получение хлорида меди(II) (CuCl2) из меди (Cu). Это можно осуществить путем реакции меди с хлором (Cl2).

Уравнение реакции: [ 2 \, \text{Cu} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2 \, \text{CuCl}_2 ]

В этой реакции медь окисляется, теряя электроны, в то время как хлор восстанавливается, приобретая электроны. В результате получается хлорид меди(II) — зеленовато-желтое вещество.

2. CuCl2 → Cu(OH)2

Следующий этап — это превращение хлорида меди(II) в гидроксид меди(II) (Cu(OH)2). Это можно сделать, добавив к раствору CuCl2 щелочь, например, гидроксид натрия (NaOH).

Уравнение реакции: [ \text{CuCl}_2 + 2 \, \text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + 2 \, \text{NaCl} ]

При добавлении NaOH к раствору CuCl2 происходит обмен ионного состава, в результате чего образуется гидроксид меди(II) в виде осадка (он имеет характерный синий цвет), а также хлорид натрия (NaCl) в растворе.

3. Cu(OH)2 → CuSO4

Последний этап — превращение гидроксида меди(II) в сульфат меди(II) (CuSO4). Это можно осуществить, пропуская углекислый газ (CO2) через суспензию Cu(OH)2, что приведет к образованию сульфата меди(II) в результате реакции с серной кислотой (H2SO4).

Уравнение реакции: [ \text{Cu(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + 2 \, \text{H}_2\text{O} ]

Гидроксид меди(II) реагирует с серной кислотой, образуя сульфат меди(II) в растворе и воду.

Резюме

Таким образом, мы последовательно получили CuCl2 из Cu, затем Cu(OH)2 из CuCl2, и, наконец, CuSO4 из Cu(OH)2. Важно отметить, что каждое превращение сопровождается определенными условиями реакций и может потребовать контроля температуры, концентрации реагентов и др.

Для осуществления данной цепочки превращений меди (Cu) в различные соединения, необходимо провести ряд химических реакций. Давайте разберём каждую стадию подробно:

1. Превращение меди (Cu) в хлорид меди (II) — CuCl₂

Медь является относительно малоактивным металлом, поэтому она не реагирует непосредственно с разбавленной соляной кислотой (HCl). Однако, чтобы получить хлорид меди (II), можно использовать окислительно-восстановительную реакцию с участием концентрированной соляной кислоты и сильного окислителя, например, кислорода из воздуха или азотной кислоты (HNO₃).

Реакция с соляной кислотой и окислителем: [ 2Cu + 4HCl + O_2 \xrightarrow{} 2CuCl_2 + 2H_2O ]

Или можно использовать реакцию с хлором (Cl₂), где медь будет окисляться до степени окисления +2: [ Cu + Cl_2 \xrightarrow{} CuCl_2 ]

В результате образуется хлорид меди (II) — зелёное или жёлтое кристаллическое вещество.

2. Превращение хлорида меди (II) (CuCl₂) в гидроксид меди (II) (Cu(OH)₂)

Для этого нужно провести реакцию обмена между раствором CuCl₂ и щёлочью (например, NaOH или KOH). При добавлении щёлочи в раствор CuCl₂ выпадает голубой осадок гидроксида меди (II).

Реакция: [ CuCl_2 + 2NaOH \xrightarrow{} Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl ]

Осадок Cu(OH)₂ голубого цвета указывает на успешное образование гидроксида меди (II).

3. Превращение гидроксида меди (II) (Cu(OH)₂) в сульфат меди (II) (CuSO₄)

Гидроксид меди (II) при взаимодействии с серной кислотой (H₂SO₄) образует сульфат меди (II) и воду.

Реакция: [ Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \xrightarrow{} CuSO_4 + 2H_2O ]

Сульфат меди (II) (CuSO₄) — это хорошо растворимое в воде вещество, которое в безводном виде представляет собой белый порошок, а в гидратированной форме (CuSO₄·5H₂O) — синие кристаллы.

Итак, краткое резюме превращений:

1. Cu → CuCl₂: Окисление меди хлором или взаимодействие с HCl в присутствии окислителя.
2. CuCl₂ → Cu(OH)₂: Взаимодействие с раствором щёлочи (NaOH, KOH).
3. Cu(OH)₂ → CuSO₄: Реакция с серной кислотой (H₂SO₄).

Каждый этап сопровождается характерными изменениями (осадок, изменение цвета), что позволяет легко контролировать ход реакции.

1. Cu (медь) + 2HCl → CuCl2 (хлорид меди(II))
2. CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 (гидроксид меди(II)) + 2NaCl
3. Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 (сульфат меди(II)) + 2H2O

Таким образом, превращения осуществляются через реакции с хлороводородной кислотой, натриевым гидроксидом и серной кислотой.