Краткое пояснение:
Последовательно расписываем каждую стадию превращения, определяя продукты реакции, промежуточные вещества (X и Y), и особое внимание уделяем качественной реакции на катион бария.
Реакции:
- CuO + C → Cu
Реакция восстановления оксида меди(II) углеродом при нагревании.
Уравнение: CuO + C → Cu + CO↑ (или CuO + 2C → 2Cu + CO₂↑, но обычно принимается с CO) - Cu → Cu(NO₃)₂
Реакция взаимодействия меди с азотной кислотой. Медь является малоактивным металлом и реагирует с концентрированной или разбавленной азотной кислотой.
Уравнение (с разб. HNO₃): 3Cu + 8HNO₃ (разб.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Уравнение (с конц. HNO₃): Cu + 4HNO₃ (конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O - Cu(NO₃)₂ + NaOH → X
Реакция обмена между растворимой солью меди(II) и щелочью. Образуется нерастворимый гидроксид меди(II) — голубой осадок.
Уравнение: Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃
Следовательно, X = Cu(OH)₂. - X + H₂SO₄ (p-p) → Y
Реакция гидроксида меди(II) с разбавленной серной кислотой. Это реакция нейтрализации, в результате которой образуется растворимая соль меди(II) и вода.
Уравнение: Cu(OH)₂ + H₂SO₄ (p-p) → CuSO₄ + 2H₂O
Следовательно, Y = CuSO₄. - Y + Z → BaSO₄
Реакция, в результате которой образуется сульфат бария (BaSO₄). Это качественная реакция на сульфат-ионы (SO₄²⁻) и катион бария (Ba²⁺). Исходным веществом Y является сульфат меди(II) (CuSO₄), содержащий сульфат-ионы. Чтобы получить BaSO₄, необходимо добавить растворимое соединение бария. Пусть Z будет хлорид бария (BaCl₂).
Уравнение: CuSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + CuCl₂
Следовательно, Z = BaCl₂.
Качественная реакция на катион бария (ионное уравнение):
Реакция образования BaSO₄ из растворимых солей, содержащих Ba²⁺ и SO₄²⁻.
- Полное ионное уравнение:
Cu²⁺ + SO₄²⁻ + Ba²⁺ + 2Cl⁻ → BaSO₄↓ + Cu²⁺ + 2Cl⁻ - Сокращенное ионное уравнение:
Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓