Рассмотрим взаимодействие раствора сульфата меди (CuSO₄) с каждым из указанных веществ: алюминием, фосфатом натрия, ртутью, гидроксидом натрия и нитратом калия. Для каждой реакции определим, возможно ли её протекание, и при наличии реакции запишем молекулярное и ионное уравнения.
1. Алюминий (Al)
Алюминий может реагировать с раствором сульфата меди (II) в результате окислительно-восстановительной реакции. Алюминий более активный металл, чем медь, поэтому он вытесняет медь из её соли. Реакция протекает при наличии воды.
Молекулярное уравнение:
[ 2Al + 3CuSO₄ \rightarrow Al₂(SO₄)₃ + 3Cu ]
Сокращённое ионное уравнение:
[ 2Al + 3Cu^{2+} \rightarrow 2Al^{3+} + 3Cu ]
При этом сульфат-ион (SO₄²⁻) остаётся в растворе и не участвует в реакции.
2. Фосфат натрия (Na₃PO₄)
Фосфат натрия реагирует с сульфатом меди (II) в результате реакции обмена с образованием осадка фосфата меди (II).
Молекулярное уравнение:
[ 2CuSO₄ + 2Na₃PO₄ \rightarrow Cu₃(PO₄)₂ \downarrow + 3Na₂SO₄ ]
Сокращённое ионное уравнение:
[ 3Cu^{2+} + 2PO₄^{3-} \rightarrow Cu₃(PO₄)₂ \downarrow ]
Фосфат меди (II) (( Cu₃(PO₄)₂ )) выпадает в осадок, так как он плохо растворим в воде.
3. Ртуть (Hg)
Ртуть не взаимодействует с раствором сульфата меди (II), так как она менее активный металл, чем медь. Согласно ряду активности металлов, ртуть не может вытеснить медь из её соли. Таким образом, реакции не будет.
4. Гидроксид натрия (NaOH)
Гидроксид натрия реагирует с сульфатом меди (II) в результате реакции обмена с образованием осадка гидроксида меди (II), который имеет характерный голубой цвет.
Молекулярное уравнение:
[ CuSO₄ + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)₂ \downarrow + Na₂SO₄ ]
Сокращённое ионное уравнение:
[ Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)₂ \downarrow ]
Гидроксид меди (II) (( Cu(OH)₂ )) выпадает в осадок, так как он плохо растворим в воде.
5. Нитрат калия (KNO₃)
Нитрат калия не реагирует с сульфатом меди (II), так как оба вещества растворимы в воде и не вступают в реакцию обмена. Никаких осадков или газов не образуется, и ионы в растворе остаются неизменными. Реакция отсутствует.
Итоги:
Раствор сульфата меди (II) вступает в реакции с:
- Алюминием — окислительно-восстановительная реакция с замещением меди.
- Фосфатом натрия — реакция обмена с образованием осадка фосфата меди (II).
- Гидроксидом натрия — реакция обмена с образованием осадка гидроксида меди (II).
Реакции с ртутью и нитратом калия не происходит.