Рассмотрим цепочку превращений и определим неизвестные вещества.
- Cu → X → CuSO₄:
- Медь (Cu) реагирует с концентрированной серной кислотой (H₂SO₄), образуя сульфат меди (CuSO₄), воду (H₂O) и диоксид серы (SO₂).
- Уравнение реакции: Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
- Значит, X - H₂SO₄.
- CuSO₄ → SO₃:
- Данное превращение невозможно осуществить напрямую.
- X → H₂SO₃ → SO₂ → O₂ → CuO:
- X → H₂SO₃: Сера (IV) оксид (SO₂) реагирует с водой (H₂O) с образованием сернистой кислоты (H₂SO₃).
- Уравнение реакции: SO₂ + H₂O → H₂SO₃
- Значит, X - SO₂.
- H₂SO₃ → SO₂: При нагревании сернистая кислота распадается на сернистый газ и воду.
- Уравнение реакции: H₂SO₃ → SO₂ + H₂O
- SO₂ → O₂: Сера (IV) оксид не превращается непосредственно в кислород.
- O₂ → CuO: При взаимодействии кислорода с медью образуется оксид меди (II).
- Уравнение реакции: 2Cu + O₂ → 2CuO
- X → Cu(NO₃)₂:
- Медь реагирует с концентрированной азотной кислотой, образуя нитрат меди (II), воду и диоксид азота.
- Уравнение реакции: Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
- Значит, X - HNO₃.
Таким образом, можно восстановить следующую схему:
Cu → 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ → невозможно SO₃→
SO₂→ H₂SO₃ → H₂SO₄→ O₂→ 2CuO→
4HNO₃ → Cu(NO₃)₂
Следует заметить, что переход от серной кислоты к кислороду не является прямым, как это может показаться из схемы.
Также стоит заметить, что из сульфата меди (CuSO₄) нельзя получить оксид серы (VI) (SO₃) напрямую. Для этого требуется серия других реакций.
Предположим, что схема должна выглядеть так:
Cu → 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄;
CuSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + CuCl₂;
2Cu + O₂ → 2CuO
SO₂ + H₂O → H₂SO₃;
2H₂SO₃ + O₂ → 2H₂SO₄;
2H₂SO₄ → 2SO₂ + 2H₂O + O₂
Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
В данном случае X означает серную и азотную кислоты.
SO₂ → H₂SO₃
4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂
Ответ: X = H₂SO₄, X = SO₂, X = HNO₃