Вариант 2, 4. Предложите и экспериментально осуществите проект исследования зависимости скорости химической реакции от температуры на основе реакции оксида меди(II) с раствором серной кислоты. Запишите молекулярное и ионное уравнения реакции, отметьте признаки и условия её протекания. Обоснуйте, почему реакция относится к окислительно-восстановительным.

Замечание к условию: реакция CuO с серной кислотой не является окислительно-восстановительной. Степени окисления элементов не меняются; поэтому обосновать её принадлежность к ОВР нельзя. Это реакция основного оксида с кислотой.

План исследования. Подготовьте три одинаковые порции чёрного порошка CuO и равные объёмы раствора H₂SO₄ одинаковой концентрации. Установите растворы, например, при 20, 40 и 60 °C с помощью водяных бань. Одновременно добавьте порошок, перемешивайте одинаково и измерьте время до исчезновения чёрного твёрдого вещества. Массу и размер частиц CuO, объём и концентрацию кислоты сохраняйте одинаковыми. Используйте защитные очки и не нагревайте пробирки открытым пламенем.

Молекулярное уравнение: CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O. Сокращённое ионное уравнение: CuO(тв.) + 2H⁺ → Cu²⁺ + H₂O. Признаки — растворение чёрного оксида и образование голубого раствора сульфата меди(II). Реакция идёт при контакте твёрдого CuO с раствором кислоты; нагревание ускоряет её.

Условный пример ожидаемых наблюдений: при 20 °C исчезновение CuO занимает около 120 с, при 40 °C — около 60 с, при 60 °C — около 30 с. Эти числа иллюстративные, не являются результатами проведённого измерения; в реальном опыте замените их своими. При сравнении используйте одинаковый признак окончания реакции.

В реакции CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O медь остаётся Cu²⁺, сера — S⁶⁺, кислород — O²⁻, водород — H⁺. Электроны не передаются, значит, это не ОВР.

Вывод: повышение температуры увеличивает скорость реакции; реакция CuO с H₂SO₄ является реакцией обмена, но не окислительно-восстановительной.