Глава III. Неметаллы и их соединения. § 18. Кислородные соединения азота — с. 97
§ 18. Лабораторный опыт 37. В пробирку поместите немного (на кончике шпателя) оксида меди(II) и добавьте 2 мл раствора азотной кислоты. Нагрейте пробирку. Что наблюдаете?
О чём свидетельствует изменение окраски раствора?
В пробирку налейте 1 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2 капли раствора фенолфталеина. Добавляйте в пробирку раствор азотной кислоты. Что наблюдаете? Почему исчезла окраска индикатора?
Получите гидроксид меди(II). Для этого к 1—2 мл раствора сульфата меди добавьте немного раствора гидроксида натрия. Прилейте в пробирку раствор азотной кислоты. Что наблюдаете? Почему растворился осадок гидроксида меди(II)? Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций.
В пробирку налейте 1 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2 капли раствора фенолфталеина. Добавляйте в пробирку раствор азотной кислоты. Что наблюдаете? Почему исчезла окраска индикатора?
Получите гидроксид меди(II). Для этого к 1—2 мл раствора сульфата меди добавьте немного раствора гидроксида натрия. Прилейте в пробирку раствор азотной кислоты. Что наблюдаете? Почему растворился осадок гидроксида меди(II)? Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций.
Опыт 1. Оксид меди(II) и азотная кислота.
Наблюдения: чёрный порошок CuO при нагревании постепенно растворяется, раствор приобретает голубовато-зелёную (синюю) окраску. Окраска свидетельствует об образовании в растворе гидратированных катионов меди Cu²⁺, то есть о протекании химической реакции и образовании растворимой соли — нитрата меди(II).
Молекулярное уравнение: CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O
Полное ионное: CuO + 2H⁺ + 2NO₃⁻ = Cu²⁺ + 2NO₃⁻ + H₂O
Сокращённое ионное: CuO + 2H⁺ = Cu²⁺ + H₂O Опыт 2. Нейтрализация щёлочи азотной кислотой.
Наблюдения: от фенолфталеина раствор гидроксида натрия становится малиновым. При добавлении азотной кислоты малиновая окраска ослабевает и исчезает.
Молекулярное уравнение: NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O
Полное ионное: Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + NO₃⁻ = Na⁺ + NO₃⁻ + H₂O
Сокращённое ионное: H⁺ + OH⁻ = H₂O
Окраска исчезла, потому что гидроксид-ионы OH⁻ (создававшие щелочную среду, в которой фенолфталеин малиновый) связались катионами водорода кислоты в молекулы воды; среда стала нейтральной, а в нейтральной и кислой среде фенолфталеин бесцветен. Опыт 3. Гидроксид меди(II) и азотная кислота.
Наблюдения: при добавлении щёлочи к раствору сульфата меди выпадает голубой студенистый осадок Cu(OH)₂. После прибавления азотной кислоты осадок растворяется, раствор становится голубым.
CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
Cu²⁺ + SO₄²⁻ + 2Na⁺ + 2OH⁻ = Cu(OH)₂↓ + 2Na⁺ + SO₄²⁻; сокращённое: Cu²⁺ + 2OH⁻ = Cu(OH)₂↓
Cu(OH)₂ + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2H₂O
Cu(OH)₂ + 2H⁺ + 2NO₃⁻ = Cu²⁺ + 2NO₃⁻ + 2H₂O; сокращённое: Cu(OH)₂ + 2H⁺ = Cu²⁺ + 2H₂O
Осадок растворился, потому что нерастворимое основание вступило в реакцию нейтрализации с кислотой: катионы H⁺ связали гидроксид-ионы в слабый электролит — воду, а образовавшийся нитрат меди(II) растворим и диссоциирует на ионы Cu²⁺ и NO₃⁻.
Вывод: азотная кислота проявляет характерные свойства кислот — реагирует с основными оксидами, щелочами и нерастворимыми основаниями с образованием соли и воды.
Наблюдения: чёрный порошок CuO при нагревании постепенно растворяется, раствор приобретает голубовато-зелёную (синюю) окраску. Окраска свидетельствует об образовании в растворе гидратированных катионов меди Cu²⁺, то есть о протекании химической реакции и образовании растворимой соли — нитрата меди(II).
Молекулярное уравнение: CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O
Полное ионное: CuO + 2H⁺ + 2NO₃⁻ = Cu²⁺ + 2NO₃⁻ + H₂O
Сокращённое ионное: CuO + 2H⁺ = Cu²⁺ + H₂O Опыт 2. Нейтрализация щёлочи азотной кислотой.
Наблюдения: от фенолфталеина раствор гидроксида натрия становится малиновым. При добавлении азотной кислоты малиновая окраска ослабевает и исчезает.
Молекулярное уравнение: NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O
Полное ионное: Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + NO₃⁻ = Na⁺ + NO₃⁻ + H₂O
Сокращённое ионное: H⁺ + OH⁻ = H₂O
Окраска исчезла, потому что гидроксид-ионы OH⁻ (создававшие щелочную среду, в которой фенолфталеин малиновый) связались катионами водорода кислоты в молекулы воды; среда стала нейтральной, а в нейтральной и кислой среде фенолфталеин бесцветен. Опыт 3. Гидроксид меди(II) и азотная кислота.
Наблюдения: при добавлении щёлочи к раствору сульфата меди выпадает голубой студенистый осадок Cu(OH)₂. После прибавления азотной кислоты осадок растворяется, раствор становится голубым.
CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
Cu²⁺ + SO₄²⁻ + 2Na⁺ + 2OH⁻ = Cu(OH)₂↓ + 2Na⁺ + SO₄²⁻; сокращённое: Cu²⁺ + 2OH⁻ = Cu(OH)₂↓
Cu(OH)₂ + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2H₂O
Cu(OH)₂ + 2H⁺ + 2NO₃⁻ = Cu²⁺ + 2NO₃⁻ + 2H₂O; сокращённое: Cu(OH)₂ + 2H⁺ = Cu²⁺ + 2H₂O
Осадок растворился, потому что нерастворимое основание вступило в реакцию нейтрализации с кислотой: катионы H⁺ связали гидроксид-ионы в слабый электролит — воду, а образовавшийся нитрат меди(II) растворим и диссоциирует на ионы Cu²⁺ и NO₃⁻.
Вывод: азотная кислота проявляет характерные свойства кислот — реагирует с основными оксидами, щелочами и нерастворимыми основаниями с образованием соли и воды.