При электролизе водного раствора нитрата меди на катоде выделился металл

Обновлено: 15.05.2024

При электролизе водного раствора нитрата меди (II) получили металл. Металл обработали концентрированной серной кислотой при нагревании. Выделившийся в результате газ прореагировал с сероводородом с образованием простого вещества. Это вещество нагрели с концентрированным раствором гидроксида калия.

Напишите уравнения четырёх описанных реакций.

Источник - Демонстрационный вариант КИМ ЕГЭ по химии 2019 года

1) На катоде будет восстанавливаться медь Cu, так как в ряду активности металлов элемент находится правее водорода. В случае кислородсодержащего аниона NO₃ - на аноде будет выделяться кислород O₂ из воды.

2) Медь растворили в концентрированной серной кислоте при нагревании. В этом случае медь окислилась до степени окисления +2, а серная кислота восстановилась до оксида серы (IV):

3) Оксид серы (IV) взаимодействует с сероводородом с образованием простого вещества – серы, данная реакция является реакцией диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления серы):

4) Сера (простое вещество) также вступает в реакцию диспропорционирования с раствором гидроксида калия при нагревании:

Задание 32.2

К раствору бромида железа(III) прилили раствор карбоната натрия. Образовавшийся осадок бурого цвета отфильтровали, промыли и прокалили. Получившийся после прокаливания порошок сплавили с гидроксидом калия. Полученное вещество обработали избытком соляной кислоты, в результате получили окрашенный раствор.

Источник - Открытый банк заданий ЕГЭ

1) К раствору бромида железа(III) прилили раствор карбоната натрия, при этом образовался бурый осадок гидроксида железа (III) Fe(OH)₃:

2) Образовавшийся осадок гидроксида железа (III) Fe(OH)₃ отфильтровали и промыли. В результате его последующего прокаливания образовался порошок - оксид железа (III) Fe₂O₃:

3) Полученный оксид железа (III) Fe₂O₃ сплавили с гидроксидом калия, при этом образовался диоксоферрат (III) калия KFeO₂:

4) Полученный диоксоферрат (III) калия KFeO₂ обработали избытком соляной кислоты, в результате реакции получен окрашенный раствор хлорида железа (III):

Задание 32.3

Нитрат натрия прокалили. Твёрдый продукт реакции нагрели с иодидом аммония, при этом выделился газ, входящий в состав воздуха, и образовалась соль. Соль обработали раствором перманганата натрия, подкисленным серной кислотой. Образовавшееся простое вещество прореагировало при нагревании с раствором гидроксида калия.

1) При прокаливании нитрата натрия получен твёрдый продукт - нитрит натрия NaNO₂:

2) При последующем нагревании нитрита натрия NaNO₂ с иодидом аммония образуются иодид натрия (соль) и неустойчивый нитрит аммония, который разлагается на азот (газ, входящий в состав воздуха) и воду:

3) При дальнейшем взаимодействии иодида натрия с раствором перманганата натрия, подкисленного серной кислотой, образуется простое вещество - молекулярный иод I₂:

4) Молекулярный иод I₂ взаимодействует при нагревании с раствором гидроксида калия с образованием иодида калия KI и иодата калия KIO₃:

Задание 32.4

Гидрид кальция растворили в воде. Выделившийся газ пропустили над раскалённым порошком оксида меди(II). Образовавшееся твёрдое вещество растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Полученную соль выделили и добавили к раствору иодида калия.

1) При растворении гидрида кальция в воде происходит выделение водорода H₂:

2) При пропускании водорода H₂ над раскалённым порошком оксида меди(II) образуется твердое вещество - медь Cu:

3) При растворении меди Cu в концентрированной серной кислоте при нагревании образуется соль - сульфат меди (II) CuSO₄:

4) Полученный сульфат меди (II) CuSO₄ взаимодействует с раствором иодида калия с образованием иодида меди (I) CuI, молекулярного иода I₂ и сульфата калия K₂SO₄:

Задание 32.5

Сульфат железа(III) обработали раствором гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отделили и прокалили. Полученное твёрдое вещество растворили в иодоводородной кислоте. Образовавшуюся соль выделили и смешали с раствором нитрата серебра.

1) При взаимодействии сульфата железа (III) с раствором гидроксида натрия образуется бурый осадок гидроксида железа (III) Fe(OH)₃:

2) Образовавшийся осадок гидроксида железа (III) Fe(OH)₃ отделили и промыли. В результате его последующего прокаливания образовалось твердое вещество - оксид железа (III) Fe₂O₃:

3) Оксид железа (III) Fe₂O₃ реагирует с иодоводородной кислотой с образованием иодида железа (II) FeI₂ (соль) и молекулярного иода I₂:

4) Выделенный иодид железа (II) FeI₂ реагирует с раствором нитрата серебра с образованием осадка иодида серебра (I) AgI:

Задание 32.6

При гидролизе сульфида алюминия выделился газ. Этот газ сожгли в избытке кислорода. Продукты сгорания поглотили избытком раствора гидроксида лития. Образовавшуюся соль обработали раствором, содержащим дихромат калия и серную кислоту.

1) Выделяющийся газ при гидролизе сульфида алюминия - сероводород H₂S:

2) При сжигании сероводорода H₂S в избытке кислорода образуются оксид серы (IV) SO₂ и вода H₂O:

3) При поглощении продуктов продуктов сгорания избытком раствора гидроксида лития оксид серы (IV) SO₂ реагирует с образованием соли - сульфита лития Li₂SO₃:

4) Сульфит лития Li₂SO₃ вступает в окислительно-восстановительную реакцию с раствором дихромата калия и серной кислоты:

Задание 32.7

Газ, полученный при взаимодействии пероксида натрия с оксидом углерода (IV), прореагировал с раскалённым железом с образованием железной окалины. Полученное вещество растворили в концентрированной азотной кислоте, при это наблюдали выделение бурого газа. Образовавшуюся соль выделили и добавили к раствору карбоната калия, наблюдали образование бурого осадка и выделение газа.

1) Выделяющийся газ при взаимодействии пероксида натрия с оксидом углерода (IV) - кислород O₂:

2) Кислород реагирует с раскалённым железом с образованием железной окалины:

3) Железная окалина взаимодействует с концентрированной азотной кислотой с образованием оксида азота (IV) (бурый газ) и нитрата железа (III):

4) Образовавшийся нитрат железа (III) выделили и добавили к раствору карбоната калия, при этом образовались гидроксид железа (III) (бурый осадок) и углекислый газ:

Задание 32.8

Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия. Полученный продукт растворили в избытке соляной кислоты. К образовавшемуся раствору добавили избыток аммиачной воды. Выпавший осадок отделили и обработали избытком раствора гидроксида калия.

1) При сплавлении оксида алюминия с карбонатом натрия образуется диоксоалюминат(III) натрия:

2) Диоксоалюминат(III) натрия взаимодействует с избытком соляной кислоты:

3) При добавлении к полученному раствору избытка аммиачной воды образуется осадок гидроксида алюминия (III):

4) Гидроксид алюминия (III) отделили и обработали избытком раствора гидроксида калия, при этом образовался тетрагидроксоалюминат (III) калия:

Задание 32.9

Сульфат меди (II) прореагировал с алюминием. Полученную соль выделили, растворили в воде и добавили к раствору карбоната натрия. Образовавшийся осадок обработали раствором гидроксида натрия. К раствору полученного вещества добавили избыток серной кислоты.

1) Сульфат меди (II) взаимодействует с алюминием с образованием сульфата алюминия (III):

2) Образовавшийся сульфат алюминия (III) выделили и растворили в воде. Полученный раствор реагирует с карбонатом натрия с образованием осадка гидроксида алюминия (III) и углекислого газа:

3) Гидроксид алюминия (III) отделили и обработали избытком раствора гидроксида натрия, при этом образовался тетрагидроксоалюминат (III) натрия:

4) Образовавшийся тетрагидроксоалюминат (III) натрия взаимодействует с избытком серной кислоты:

Задание 32.10

Нитрат меди (II) прокалили. Образовавшуюся при этом смесь газов пропустили через воду, при этом образовалась кислота. В горячий концентрированный раствор этой кислоты поместили оксид железа (II). Образовавшуюся соль железа выделили и поместили в раствор карбоната калия.

1) При разложении нитрата меди (II) образуется смесь газов (оксид азота (IV) и кислород):

2) Взаимодействие полученной смеси газов с водой приводит к образованию азотной кислоты:

3) Горячая концентрированная азотная кислота реагирует с оксидом железа (II) с образованием соли - нитрата железа (III):

4) Образовавшийся нитрат железа (III) выделили и поместили в раствор карбоната калия, при этом образовались гидроксид железа (III) (бурый осадок) и углекислый газ:

Задание 32.11

Карбонат натрия сплавили с оксидом железа (III). Образовавшееся вещество обработали избытком раствора, полученного при пропускании через воду смеси оксида азота (IV) и кислорода. Получившееся соединение железа выделили и поместили в раствор карбоната калия.

1) При сплавлении оксида железа (III) с карбонатом натрия образуется диоксоферрат (III) натрия:

2) При пропускании через воду смеси оксида азота (IV) и кислорода образуется азотная кислота:

3) Диоксоферрат (III) натрия взаимодействует с избытком азотной кислоты:

4) Получившийся нитрат железа (III) выделили и поместили в раствор карбоната калия, при этом образовались гидроксид железа (III) (бурый осадок) и углекислый газ:

При электролизе водного раствора нитрата меди на катоде выделился металл

Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.

Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)	Баллы
Правильно записаны четыре уравнения реакций	4
Правильно записаны три уравнения реакций	3
Правильно записаны два уравнения реакций	2
Правильно записано одно уравнение реакции	1
Все уравнения реакций записаны неверно	0
Максимальный балл	4

1) При электролизе водного раствора нитрата меди (II) на аноде выделяется медь, на катоде кислород.
Почему на аноде медь? А потому, что она идет в ряду напряжений правее водорода, все металлы правее водорода при электролизе водных растворах восстанавливаются.
Почему на катоде кислород? Рассмотрим ряд активности анионов
S 2- I - Cl - Br - OH - NO₃ - SO₄ 2- CO₃ 2- PO₄ 3 - F –

При электролизе водных растворов щелочей, кислородсодержащих кислот и их солей, в которых атомы неметаллов или металлов находятся в высшей степени окисления (NO₃ – , SO₄ 2– , PO₄ 3– , ClO₄ – , MnO₄ – и т.п.), а также фторид-ионов F – на аноде будут окисляться не анионы, а гидроксид-ионы и молекулы воды и выделяться кислород:

А: Cu 2+ +2e – -> Cu 0

можно записать как
4OH – –4e – -> 2H₂O +O 0 ₂
(закисление раствора это либо прибывание ионов H + либо убывание ионов OH - )

реакция меди с концентрированной серной кислотой

3) S O X 2 + 2 H X 2 S = 3 S + 2 H X 2 O \ce < SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O >S O X 2 + 2 H X 2 S = 3 S + 2 H X 2 O

Тут подсказка про простое вещество. Сера простое вещество.

4) 3 S + 6 K O H = K X 2 S O X 3 + 2 K X 2 S + 3 H X 2 O \ce < 3S + 6KOH =K2SO3 + 2K2S + 3H2O >3 S + 6 K O H = K X 2 S O X 3 + 2 K X 2 S + 3 H X 2 O

3 S X 0 + 6 K O H = K X 2 S X + 4 O X 3 + 2 K X 2 S X − 2 + 3 H X 2 O \ce < 3S^0 + 6KOH = K2S^O3 + 2K2S ^ + 3H2O > 3 S X 0 + 6 K O H = K X 2 S X + 4 O X 3 + 2 K X 2 S X − 2 + 3 H X 2 O

2 ∣ S X 0 + 2 e X − → S X − 2 1 ∣ S X 0 − 4 e X − → S X + 4 \ce < 2 | S^0 + 2 e^- ->S^ \\ 1 | S^0 -4 e^- -> S^ > 2 ∣ S X 0 + 2 e X −

S X − 2 1 ∣ S X 0 − 4 e X −

Содержание верного ответа и указания по оцениванию	Баллы
Правильно записаны четыре уравнения реакций	4
Правильно записаны три уравнения реакций	3
Правильно записаны два уравнения реакций	2
Правильно записано одно уравнение реакции	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Напишем уравнения четырех описанных реакций:

Электролиз водного раствора сульфата меди (II):

2 C u S O X 4 + 2 H X 2 O = 2 C u ↓ + O X 2 ↑ + 2 H X 2 S O X 4 \ce 2 C u S O X 4 + 2 H X 2 O = 2 C u ↓ + O X 2 ↑ + 2 H X 2 S O X 4

2 O X − 2 − 4 e X − → O X 2 X 0 ∣ 1 C u X + 2 + 2 e X − → C u X 0 ∣ 2 \ce < 2O^- 4 $e$- -> O2^ | 1> \\ \ce < Cu^+2 $e$- -> Cu^ | 2> 2 O X − 2 − 4 e X −

O X 2 X 0 ∣ 1 C u X + 2 + 2 e X −

Медь нагрели с оксидом меди(II):

C u X 0 − 1 e X − → C u X + 1 ∣ 1 C u X + 2 + 1 e X − → C u X + 1 ∣ 1 \ce < Cu^- 1 $e$- -> Cu^ | 1> \\ \ce < Cu^+1 $e$- -> Cu^ | 1> C u X 0 − 1 e X −

C u X + 1 ∣ 1 C u X + 2 + 1 e X −

Оксид меди (I) обработали концентрированной азотной кислотой при нагревании:

C u X 2 O + 6 H N O X 3 = 2 C u ( N O X 3 ) X 2 + 2 N O X 2 ↑ + 3 H X 2 O \ce C u X 2 O + 6 H N O X 3 = 2 C u ( N O X 3 ) X 2 + 2 N O X 2 ↑ + 3 H X 2 O

C u X + 1 − 1 e X − → C u X + 2 ∣ 1 N X + 5 + 1 e X − → N X + 4 ∣ 1 \ce < Cu^- 1 $e$- -> Cu^ | 1> \\ \ce < N^+1 $e$- -> N^ | 1> C u X + 1 − 1 e X −

C u X + 2 ∣ 1 N X + 5 + 1 e X −

Бурый газ пропустили через раствор гидроксида калия:

2 N O X 2 + 2 K O H = K N O X 3 + K N O X 2 + H X 2 O \ce 2 N O X 2 + 2 K O H = K N O X 3 + K N O X 2 + H X 2 O

N X + 5 ∣ 1 N X + 4 + 1 e X −

Читайте также: