تم إذابة النحاس في المركز. حلول

المهمة رقم 1

تم تسخين الصوديوم في جو هيدروجيني. عند إضافة الماء إلى المادة الناتجة، لوحظ تطور الغاز وتكوين محلول واضح. تم تمرير الغاز البني من خلال هذا المحلول، والذي تم الحصول عليه نتيجة تفاعل النحاس مع محلول مركز من حمض النيتريك. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عند تسخين الصوديوم في جو هيدروجيني (T = 250-400 درجة مئوية)، يتكون هيدريد الصوديوم:

2Na + H 2 = 2NaH

2) عند إضافة الماء إلى هيدريد الصوديوم يتكون NaOH القلوي ويتحرر الهيدروجين:

NaH + H2O = NaOH + H2

3) عندما يتفاعل النحاس مع محلول مركز من حمض النيتريك ينطلق غاز بني - NO 2:

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

4) عندما يتم تمرير الغاز البني NO 2 من خلال محلول قلوي، يحدث تفاعل عدم التناسب - يتأكسد النيتروجين N +4 في نفس الوقت ويختزل إلى N +5 و N +3:

2NaOH + 2NO2 = NaNO3 + NaNO2 + H2O

(رد فعل عدم التناسب 2N +4 → N +5 + N +3).

المهمة رقم 2

تم إذابة مقياس الحديد في حامض النيتريك المركز. تمت إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى المحلول الناتج. تم فصل الراسب الناتج وتكلسه. تم دمج البقايا الصلبة الناتجة مع الحديد. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

صيغة مقياس الحديد هي Fe 3 O 4.

عندما يتفاعل ميزان الحديد مع حمض النتريك المركز يتكون نترات الحديد ويتحرر أكسيد النيتروجين NO2:

Fe3O4 + 10HNO3 (ملخص) → 3Fe (NO3) 3 + NO2 + 5H2O

عندما تتفاعل نترات الحديد مع هيدروكسيد الصوديوم، يتم إطلاق راسب - هيدروكسيد الحديد (III):

Fe(NO 3) 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaNO 3

Fe(OH) 3 هو هيدروكسيد مذبذب، غير قابل للذوبان في الماء، ويتحلل عند تسخينه إلى أكسيد الحديد (III) والماء:

2Fe(OH) 3 → الحديد 2 O 3 + 3H 2 O

عند اندماج أكسيد الحديد (III) مع الحديد، يتكون أكسيد الحديد (II):

الحديد 2 يا 3 + الحديد → 3FeO

المهمة رقم 3

تم حرق الصوديوم في الهواء. تمت معالجة المادة الناتجة بكلوريد الهيدروجين عند تسخينها. تتفاعل المادة الصفراء والخضراء البسيطة الناتجة عند تسخينها مع أكسيد الكروم (III) في وجود هيدروكسيد البوتاسيوم. عند معالجة محلول أحد الأملاح الناتجة بكلوريد الباريوم، يتكون راسب أصفر. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عند احتراق الصوديوم في الهواء يتكون بيروكسيد الصوديوم:

2نا + يا 2 → نا 2 يا 2

2) عندما يتفاعل بيروكسيد الصوديوم مع كلوريد الهيدروجين عند تسخينه، ينطلق غاز Cl 2:

Na2O2 + 4HCl → 2NaCl + Cl2 + 2H2O

3) في البيئة القلوية، يتفاعل الكلور عند تسخينه مع أكسيد الكروم المذبذب لتكوين الكرومات وكلوريد البوتاسيوم:

Cr 2 O 3 + 3Cl 2 + 10KOH → 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 5H 2 O

2Cr +3 -6e → 2Cr +6 | . 3 - الأكسدة

Cl 2 + 2e → 2Cl − | . 1 - استعادة

4) يتكون الراسب الأصفر (BaCrO 4) من تفاعل كرومات البوتاسيوم وكلوريد الباريوم:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 → BaCrO 4 ↓ + 2KCl

المهمة رقم 4

يذوب الزنك بالكامل في محلول مركز من هيدروكسيد البوتاسيوم. تم تبخير المحلول الشفاف الناتج ثم تحميصه. تم إذابة المادة الصلبة المتبقية في الكمية المطلوبة من حمض الهيدروكلوريك. تمت إضافة كبريتيد الأمونيوم إلى المحلول الواضح الناتج ولوحظ تكوين راسب أبيض. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) يتفاعل الزنك مع هيدروكسيد البوتاسيوم لتكوين رباعي هيدروكسينات البوتاسيوم (Al و Be يتصرفان بشكل مشابه):

2) بعد التكليس يفقد رباعي هيدروكسيزينات البوتاسيوم الماء ويتحول إلى زنكات البوتاسيوم:

3) عند تفاعل زنكات البوتاسيوم مع حمض الهيدروكلوريك يتكون كلوريد الزنك وكلوريد البوتاسيوم والماء:

4) يتحول كلوريد الزنك نتيجة تفاعله مع كبريتيد الأمونيوم إلى كبريتيد الزنك غير القابل للذوبان - وهو راسب أبيض:

المهمة رقم 5

تم تحييد حمض الهيدروديك مع بيكربونات البوتاسيوم. يتفاعل الملح الناتج مع محلول يحتوي على ثاني كرومات البوتاسيوم وحمض الكبريتيك. عندما تفاعلت المادة البسيطة الناتجة مع الألومنيوم، تم الحصول على الملح. تم إذابة هذا الملح في الماء وخلطه بمحلول كبريتيد البوتاسيوم، مما أدى إلى تكوين راسب وإطلاق الغاز. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) يتم معادلة حمض الهيدروديك بواسطة الملح الحمضي لحمض الكربونيك الضعيف، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون وتكوين كلوريد الصوديوم:

مرحبا + KHCO 3 → KI + CO 2 + H 2 O

2) يدخل يوديد البوتاسيوم في تفاعل الأكسدة والاختزال مع ثنائي كرومات البوتاسيوم في بيئة حمضية، بينما يتم تقليل Cr +6 إلى Cr +3، I - يتأكسد إلى الجزيئي I 2، الذي يترسب:

6KI + K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 3I 2 ↓ + 7H 2 O

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │ 1

2I − -2e → أنا 2 │ 3

3) عندما يتفاعل اليود الجزيئي مع الألومنيوم، يتكون يوديد الألومنيوم:

2Al + 3I 2 → 2AlI 3

4) عندما يتفاعل يوديد الألومنيوم مع محلول كبريتيد البوتاسيوم، يترسب Al(OH) 3 ويتحرر H 2 S. لا يحدث تكوين Al 2 S 3 بسبب التحلل المائي الكامل للملح في محلول مائي:

2AlI 3 + 3K 2 S + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6KI + 3H 2 S

المهمة رقم 6

تم إذابة كربيد الألومنيوم بالكامل في حمض الهيدروبروميك. تمت إضافة محلول كبريتيت البوتاسيوم إلى المحلول الناتج، ولوحظ تكوين راسب أبيض وتطور غاز عديم اللون. تم امتصاص الغاز بواسطة محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم في وجود حمض الكبريتيك. تم عزل ملح الكروم الناتج وإضافته إلى محلول نترات الباريوم، ولوحظ تكوين راسب. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عند إذابة كربيد الألومنيوم في حمض الهيدروبروميك، يتكون ملح - بروميد الألومنيوم، وينطلق غاز الميثان:

آل 4 ج 3 + 12 هيدروجين → 4 آلبر 3 + 3CH 4

2) عندما يتفاعل بروميد الألومنيوم مع محلول كبريتيت البوتاسيوم، يترسب Al(OH) 3 ويتحرر ثاني أكسيد الكبريت - SO 2:

2AlBr 3 + 3K 2 SO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6KBr + 3SO 2

3) عن طريق تمرير ثاني أكسيد الكبريت من خلال محلول محمض من ثاني كرومات البوتاسيوم، يتم اختزال Cr +6 إلى Cr +3، وتتأكسد S +4 إلى S +6:

3SO 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │ 1

ق +4 -2ه → ق +6 │ 3

4) عندما تتفاعل كبريتات الكروم (III) مع محلول نترات الباريوم تتكون نترات الكروم (III) وتترسب كبريتات الباريوم البيضاء:

الكروم 2 (SO 4) 3 + 3Ba(NO 3) 2 → 3BaSO 4 ↓ + 2Cr(NO 3) 3

المهمة رقم 7

تمت إضافة مسحوق الألومنيوم إلى محلول هيدروكسيد الصوديوم. تم تمرير ثاني أكسيد الكربون الزائد من خلال محلول المادة الناتجة. تم فصل الراسب المتكون وتكلسه. تم دمج المنتج الناتج مع كربونات الصوديوم. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) الألومنيوم، وكذلك البريليوم والزنك، قادر على التفاعل مع كل من المحاليل المائية للقلويات والقلويات اللامائية أثناء الاندماج. عند معالجة الألومنيوم بمحلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم، يتكون رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم والهيدروجين:

2) عند مرور ثاني أكسيد الكربون عبر محلول مائي من رباعي هيدروكسيل الصوديوم، يترسب هيدروكسيد الألومنيوم البلوري. نظرًا لأنه، وفقًا للشرط، يتم تمرير فائض من ثاني أكسيد الكربون عبر المحلول، فلا تتكون كربونات، بل بيكربونات الصوديوم:

Na + CO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3

3) هيدروكسيد الألومنيوم هو هيدروكسيد فلز غير قابل للذوبان، وبالتالي، عند تسخينه، يتحلل إلى أكسيد المعدن المقابل والماء:

4) أكسيد الألومنيوم، وهو أكسيد مذبذب، عندما يندمج مع الكربونات، يزيح ثاني أكسيد الكربون منها ليشكل الومينات (يجب عدم الخلط بينه وبين رباعي هيدروكسوالومينات!):

المهمة رقم 8

تفاعل الألومنيوم مع محلول هيدروكسيد الصوديوم. تم تمرير الغاز المنطلق فوق مسحوق أكسيد النحاس (II) الساخن. تم إذابة المادة البسيطة الناتجة عن طريق التسخين في حامض الكبريتيك المركز. تم عزل الملح الناتج وإضافته إلى محلول يوديد البوتاسيوم. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) يتفاعل الألومنيوم (أيضًا البريليوم والزنك) مع المحاليل المائية للقلويات والقلويات اللامائية عند دمجها. عند معالجة الألومنيوم بمحلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم، يتكون رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم والهيدروجين:

2NaOH + 2Al + 6H2O → 2Na + 3H2

2) عندما يتم تمرير الهيدروجين فوق مسحوق أكسيد النحاس (II) الساخن، يتم تقليل Cu +2 إلى Cu 0: يتغير لون المسحوق من الأسود (CuO) إلى الأحمر (Cu):

3) يذوب النحاس في حامض الكبريتيك المركز لتكوين كبريتات النحاس (II). وبالإضافة إلى ذلك، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكبريت:

4) عند إضافة كبريتات النحاس إلى محلول يوديد البوتاسيوم، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال: يتم تقليل Cu +2 إلى Cu +1، I - يتأكسد إلى I 2 (ترسب اليود الجزيئي):

CuSO 4 + 4KI → 2CuI + 2K 2 SO 4 + I 2 ↓

المهمة رقم 9

أجرينا التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم. تمت إضافة كلوريد الحديد (III) إلى المحلول الناتج. تم ترشيح الراسب المتكون وتكلسه. تم إذابة المادة الصلبة المتبقية في حمض الهيدروديك. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم:

الكاثود: 2H2O + 2e → H2 + 2OH −

الأنود: 2Cl − − 2e → Cl 2

وبالتالي، نتيجة للتحليل الكهربائي، يتم إطلاق الغازات H 2 و Cl 2 من محلول كلوريد الصوديوم، وتبقى أيونات Na + و OH - في المحلول. وبشكل عام تتم كتابة المعادلة على النحو التالي:

2H2O + 2NaCl → H2 + 2NaOH + Cl2

2) عند إضافة كلوريد الحديد (III) إلى محلول قلوي، يحدث تفاعل تبادل، ونتيجة لذلك يترسب Fe(OH) 3:

3NaOH + FeCl 3 → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl

3) عند تكلس هيدروكسيد الحديد (III) يتكون أكسيد الحديد (III) والماء:

4) عندما يذوب أكسيد الحديد (III) في حمض الهيدروديك، يتكون FeI2، بينما يترسب I2:

الحديد 2 يا 3 + 6HI → 2FeI 2 + أنا 2 ↓ + 3H 2 يا

2Fe +3 + 2e → 2Fe +2 │1

2I − − 2e → أنا 2 │1

المهمة رقم 10

تم تسخين كلورات البوتاسيوم في وجود عامل محفز، مما أدى إلى إطلاق غاز عديم اللون. وبحرق الحديد في جو من هذا الغاز يتم الحصول على أكسيد الحديد. تم إذابته في حمض الهيدروكلوريك الزائد. تمت إضافة محلول يحتوي على ثاني كرومات الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك إلى المحلول الناتج.

1) عندما يتم تسخين كلورات البوتاسيوم في وجود محفز (MnO 2، Fe 2 O 3، CuO، إلخ)، يتكون كلوريد البوتاسيوم ويتم إطلاق الأكسجين:

2) عند احتراق الحديد في جو من الأكسجين يتكون مقياس الحديد وصيغته Fe 3 O 4 (مقياس الحديد عبارة عن أكسيد مختلط من Fe 2 O 3 و FeO):

3) عند إذابة قشور الحديد في كمية زائدة من حمض الهيدروكلوريك يتكون خليط من كلوريدات الحديد (II) و (III) :

4) في وجود عامل مؤكسد قوي - ثاني كرومات الصوديوم، يتأكسد Fe +2 إلى Fe +3:

6FeCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 6FeCl 3 + 2CrCl 3 + 2NaCl + 7H 2 O

الحديد +2 – 1e → الحديد +3 │6

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1

المهمة رقم 11

تم تمرير الأمونيا من خلال حمض الهيدروبروميك. تمت إضافة محلول نترات الفضة إلى المحلول الناتج. تم فصل الراسب المتكون وتسخينه بمسحوق الزنك. تم تعريض المعدن المتكون أثناء التفاعل إلى محلول مركز من حمض الكبريتيك، مما أدى إلى إطلاق غاز ذو رائحة نفاذة. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عند تمرير الأمونيا خلال حمض الهيدروبروميك، يتكون بروميد الأمونيوم (تفاعل التعادل):

NH 3 + HBr → NH 4 Br

2) عند اتحاد محاليل بروميد الأمونيوم مع نترات الفضة يحدث تفاعل تبادلي بين الملحين وينتج عنه راسب أصفر فاتح هو بروميد الفضة:

NH 4 Br + AgNO 3 → AgBr↓ + NH 4 NO 3

3) عند تسخين بروميد الفضة مع مسحوق الزنك، يحدث تفاعل استبدال - يتم إطلاق الفضة:

2AgBr + Zn → 2Ag + ZnBr 2

4) عند تأثير حمض الكبريتيك المركز على المعدن تتشكل كبريتات الفضة وينطلق غاز ذو رائحة كريهة - ثاني أكسيد الكبريت:

2Ag + 2H 2 SO 4 (ملخص) → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2Ag 0 - 2e → 2Ag + │1

ق +6 + 2ه → ق +4 │1

المهمة رقم 12

9S278S

تفاعل أكسيد الكروم (VI) مع هيدروكسيد البوتاسيوم. تمت معالجة المادة الناتجة بحمض الكبريتيك، وتم عزل ملح برتقالي من المحلول الناتج. تمت معالجة هذا الملح بحمض الهيدروبروميك. تفاعلت المادة البسيطة الناتجة مع كبريتيد الهيدروجين. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) أكسيد الكروم (VI) CrO 3 هو أكسيد حمضي، لذلك يتفاعل مع القلويات لتكوين ملح - كرومات البوتاسيوم:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

2) يتم تحويل كرومات البوتاسيوم في بيئة حمضية دون تغيير حالة أكسدة الكروم إلى ثنائي كرومات K 2 Cr 2 O 7 - ملح برتقالي:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

3) عند معالجة ثنائي كرومات البوتاسيوم بحمض الهيدروبروميك، يتم تقليل Cr +6 إلى Cr +3، ويتم إطلاق البروم الجزيئي:

K2Cr2O7 + 14HBr → 2CrBr3 + 2KBr + 3Br2 + 7H2O

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1

2Br − − 2e → ر 2 │3

4) البروم، كعامل مؤكسد أقوى، يزيح الكبريت من مركب الهيدروجين:

ر 2 + ح 2 ق → 2HBr + S↓

المهمة رقم 13

تم تسخين مسحوق المغنيسيوم في جو من النيتروجين. وعندما تتفاعل المادة الناتجة مع الماء، يتم إطلاق غاز. تم تمرير الغاز عبر محلول مائي من كبريتات الكروم (III)، مما أدى إلى تكوين راسب رمادي. تم فصل الراسب ومعالجته بالتسخين بمحلول يحتوي على بيروكسيد الهيدروجين وهيدروكسيد البوتاسيوم. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عند تسخين مسحوق المغنسيوم في جو من النتروجين يتكون نيتريد المغنسيوم:

2) يتم تحلل نيتريد المغنيسيوم بالكامل لتكوين هيدروكسيد المغنيسيوم والأمونيا:

ملغ 3 N 2 + 6H 2 O → 3 ملغ (OH) 2 ↓ + 2NH 3

3) تتمتع الأمونيا بخصائص أساسية بسبب وجود زوج إلكترون وحيد على ذرة النيتروجين، وكقاعدة، تدخل في تفاعل تبادل مع كبريتات الكروم (III)، ونتيجة لذلك يتم إطلاق راسب رمادي - Cr( اه) 3:

6NH3. ح 2 يا + كروم 2 (SO 4) 3 → 2Cr (OH) 3 ↓ + 3 (NH 4) 2 SO 4

4) يتأكسد بيروكسيد الهيدروجين في بيئة قلوية الكروم +3 إلى الكروم +6، مما يؤدي إلى تكوين كرومات البوتاسيوم:

2Cr(OH) 3 + 3H2O2 + 4KOH → 2K2CrO4 + 8H2O

الكروم +3 -3e → الكروم +6 │2

2O − + 2e → 2O -2 │3

المهمة رقم 14

عندما تفاعل أكسيد الألومنيوم مع حمض النيتريك، يتكون الملح. تم تجفيف الملح وتكلسه. تم إخضاع البقايا الصلبة المتكونة أثناء التكليس للتحليل الكهربائي في الكريوليت المنصهر. تم تسخين المعدن الناتج عن التحليل الكهربائي بمحلول مركز يحتوي على نترات البوتاسيوم وهيدروكسيد البوتاسيوم، وتم إطلاق غاز ذو رائحة نفاذة. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عندما يتفاعل Al 2 O 3 المذبذب مع حمض النيتريك، يتكون ملح - نترات الألومنيوم (تفاعل التبادل):

آل 2 يا 3 + 6HNO 3 → 2Al(NO 3) 3 + 3H2O

2) عندما يتم تكليس نترات الألومنيوم، يتم تشكيل أكسيد الألومنيوم، ويتم إطلاق ثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين أيضًا (ينتمي الألومنيوم إلى مجموعة المعادن (في سلسلة النشاط من الأرض القلوية إلى النحاس شاملة)، والتي تتحلل نتراتها إلى أكاسيد معدنية ، رقم 2 و يا 2):

3) يتكون الألومنيوم المعدني أثناء التحليل الكهربائي لـ Al 2 O 3 في الكريوليت المنصهر Na 2 AlF 6 عند درجة حرارة 960-970 درجة مئوية.

مخطط التحليل الكهربائي Al 2 O 3 :

يحدث تفكك أكسيد الألومنيوم في المصهور:

آل 2 يا 3 → آل 3+ + آلو 3 3-

ك(-): آل 3+ + 3ه → آل 0

أ(+): 4AlO 3 3- − 12e → 2Al 2 O 3 + 3O 2

معادلة العملية الشاملة:

يتجمع الألمنيوم السائل في الجزء السفلي من المحلل الكهربائي.

4) عندما تتم معالجة الألومنيوم بمحلول قلوي مركز يحتوي على نترات البوتاسيوم، يتم إطلاق الأمونيا ويتشكل أيضًا رباعي هيدروكسي ألومينات البوتاسيوم (وسط قلوي):

8Al + 5KOH + 3KNO3 + 18H2O → 3NH3 + 8K

آل 0 - 3ه → آل +3 │8

ن +5 + 8ه → ن -3 │3

المهمة رقم 15

8AAA8C

تم تقسيم بعض كبريتيد الحديد (II) إلى قسمين. تمت معالجة أحدهما بحمض الهيدروكلوريك والآخر أطلق في الهواء. عندما تتفاعل الغازات المنبعثة، يتم تشكيل مادة صفراء بسيطة. تم تسخين المادة الناتجة باستخدام حمض النيتريك المركز، وتم إطلاق غاز بني. اكتب معادلات للتفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) عند معالجة كبريتيد الحديد (II) بحمض الهيدروكلوريك، يتكون كلوريد الحديد (II) ويتحرر كبريتيد الهيدروجين (تفاعل التبادل):

FeS + 2HCl → FeCl 2 + H2S

2) عند حرق كبريتيد الحديد (II)، يتأكسد الحديد إلى حالة الأكسدة +3 (يتكون Fe 2 O 3) ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكبريت:

3) عندما يتفاعل مركبان يحتويان على الكبريت SO 2 و H 2 S، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال (التناسب المشترك)، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الكبريت:

2H2S + SO2 → 3S↓ + 2H2O

S -2 - 2e → S 0 │2

ق +4 + 4ه → ق 0 │1

4) عند تسخين الكبريت مع حمض النيتريك المركز، يتكون حمض الكبريتيك وثاني أكسيد النيتروجين (تفاعل الأكسدة والاختزال):

S + 6HNO 3 (محدد) → H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

S 0 - 6e → S +6 │1

ن +5 + ه → ن +4 │6

المهمة رقم 16

تم تمرير الغاز الناتج عن معالجة نيتريد الكالسيوم بالماء فوق مسحوق أكسيد النحاس (II) الساخن. تم إذابة المادة الصلبة الناتجة في حمض النيتريك المركز، وتم تبخير المحلول، وتم تحميص المادة الصلبة الناتجة. اكتب معادلات التفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) يتفاعل نيتريد الكالسيوم مع الماء لتكوين القلويات والأمونيا:

Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH) 2 + 2NH3

2) عن طريق تمرير الأمونيا على مسحوق ساخن من أكسيد النحاس (II)، يتم تحويل النحاس الموجود في الأكسيد إلى معدن، ويتم إطلاق النيتروجين (يستخدم الهيدروجين والفحم وأول أكسيد الكربون وما إلى ذلك أيضًا كعوامل اختزال):

النحاس +2 + 2e → النحاس 0 │3

2N -3 – 6e → N 2 0 │1

3) يتفاعل النحاس الموجود في سلسلة الأنشطة المعدنية بعد الهيدروجين مع حمض النيتريك المركز لتكوين نترات النحاس وثاني أكسيد النيتروجين:

Cu + 4HNO 3(conc.) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

النحاس 0 - 2e → النحاس +2 │1

ن +5 +ه → ن +4 │2

4) عندما يتم تكليس نترات النحاس، يتم تشكيل أكسيد النحاس، ويتم إطلاق ثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين أيضًا (ينتمي النحاس إلى مجموعة المعادن (في سلسلة النشاط من الأرض القلوية إلى النحاس شاملة)، والتي تتحلل نتراتها إلى أكاسيد فلزية ، رقم 2 و يا 2):

المهمة رقم 17

تم حرق السيليكون في جو الكلور. تمت معالجة الكلور الناتج بالماء. تم تكلس الراسب المنطلق. ثم يتم دمجها مع فوسفات الكالسيوم والفحم. اكتب معادلات التفاعلات الأربعة الموصوفة.

1) يحدث التفاعل بين السيليكون والكلور عند درجة حرارة 340-420 درجة مئوية في تدفق الأرجون مع تكوين كلوريد السيليكون (IV):

2) يتحلل كلوريد السيليكون (IV) بالكامل، مما يؤدي إلى تكوين حمض الهيدروكلوريك، ويترسب حمض السيليك:

SiCl 4 + 3H 2 O → H 2 SiO 3 ↓ + 4HCl

3) عند المكلس، يتحلل حمض السيليك إلى أكسيد السيليكون (IV) والماء:

4) عند دمج ثاني أكسيد السيليكون مع الفحم وفوسفات الكالسيوم، يحدث تفاعل أكسدة واختزال، مما يؤدي إلى تكوين سيليكات الكالسيوم والفوسفور وإطلاق أول أكسيد الكربون:

ج 0 − 2e → ج +2 │10

4P +5 +20e → P 4 0 │1

المهمة رقم 18

ملحوظة! هذا التنسيق من المهام قديم، ولكن مع ذلك فإن المهام من هذا النوع تستحق الاهتمام، لأنها في الواقع تتطلب كتابة نفس المعادلات الموجودة في امتحان الدولة الموحدة KIMs بالتنسيق الجديد.

وتعطى المواد التالية: الحديد، مقياس الحديد، الهيدروكلوريك المخفف وحمض النيتريك المركز. اكتب معادلات لأربعة تفاعلات محتملة بين جميع المواد المقترحة، دون تكرار أزواج من المواد المتفاعلة.

1) يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع الحديد، ويؤكسده إلى حالة الأكسدة +2، ويتحرر الهيدروجين (تفاعل الاستبدال):

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2

2) يعمل حمض النيتريك المركز على تخميل الحديد (أي يتم تشكيل طبقة أكسيد واقية قوية على سطحه)، ومع ذلك، تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة، يتأكسد الحديد بواسطة حمض النيتريك المركز إلى حالة الأكسدة +3:

3) صيغة مقياس الحديد هي Fe 3 O 4 (خليط من أكاسيد الحديد FeO و Fe 2 O 3). يدخل Fe 3 O 4 في تفاعل تبادلي مع حمض الهيدروكلوريك، وينتج عن ذلك خليط من كلوريدي الحديد (II) و(III):

Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O

4) بالإضافة إلى ذلك، يدخل مقياس الحديد في تفاعل الأكسدة والاختزال مع حمض النيتريك المركز، ويتأكسد Fe +2 الموجود فيه إلى Fe +3:

Fe3O4 + 10HNO3 (ملخص) → 3Fe(NO3) 3 + NO2 + 5H2O

5) يدخل ميزان الحديد والحديد، عند تلبيدهما، في تفاعل توافق (يعمل نفس العنصر الكيميائي كعامل مؤكسد وعامل اختزال):

المهمة رقم 19

وتعطى المواد التالية: الفسفور، الكلور، المحاليل المائية لحمض الكبريتيك وهيدروكسيد البوتاسيوم. اكتب معادلات لأربعة تفاعلات محتملة بين جميع المواد المقترحة، دون تكرار أزواج من المواد المتفاعلة.

1) الكلور غاز سام ذو نشاط كيميائي عالي ويتفاعل بقوة خاصة مع الفسفور الأحمر. في جو من الكلور، يشتعل الفوسفور تلقائيًا ويحترق بلهب مخضر ضعيف. اعتمادًا على نسبة المواد المتفاعلة، يمكن الحصول على كلوريد الفوسفور (III) أو كلوريد الفوسفور (V):

2P (أحمر) + 3Cl 2 → 2PCl 3

2P (أحمر) + 5Cl 2 → 2PCl 5

Cl 2 + 2KOH → بوكل + KClO + H2O

إذا تم تمرير الكلور من خلال محلول قلوي مركز ساخن، فإن الكلور الجزيئي يكون غير متناسب إلى Cl +5 و Cl -1، مما يؤدي إلى تكوين كلورات وكلوريد، على التوالي:

3) نتيجة لتفاعل المحاليل المائية للقلويات وحمض الكبريتيك يتكون ملح حمضي أو متوسط ​​لحمض الكبريتيك (حسب تركيز الكواشف):

كوه + H2SO4 → KHSO4 + H2O

2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (تفاعل التعادل)

4) العوامل المؤكسدة القوية مثل حمض الكبريتيك تحول الفوسفور إلى حمض الفوسفوريك:

2P + 5H 2 SO 4 → 2H 3 ص 4 + 5SO 2 + 2H 2 O

المهمة رقم 20

المواد المقدمة هي: أكسيد النيتريك (IV)، النحاس، محلول هيدروكسيد البوتاسيوم وحمض الكبريتيك المركز. اكتب معادلات لأربعة تفاعلات محتملة بين جميع المواد المقترحة، دون تكرار أزواج من المواد المتفاعلة.

1) النحاس الموجود في سلسلة الأنشطة المعدنية على يمين الهيدروجين، قادر على الأكسدة بواسطة الأحماض المؤكسدة القوية (H 2 SO 4 (conc.)، HNO 3، إلخ):

Cu + 2H 2 SO 4 (ملخص) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) نتيجة تفاعل محلول KOH مع حامض الكبريتيك المركز يتشكل ملح حمض - كبريتات هيدروجين البوتاسيوم:

KOH + H 2 SO 4 (محدد) → KH SO 4 + H 2 O

3) عند مرور الغاز البني، لا يتناسب NO 2 N +4 مع N +5 و N +3، مما يؤدي إلى تكوين نترات البوتاسيوم والنتريت، على التوالي:

2NO2 + 2KOH → KNO3 + KNO2 + H2O

4) عند تمرير الغاز البني في محلول مركز من حامض الكبريتيك، يتأكسد N +4 إلى N +5 وينطلق ثاني أكسيد الكبريت:

2NO 2 + H 2 SO 4 (ملخص) → 2HNO 3 + SO 2

المهمة رقم 21

وتعطى المواد التالية: الكلور، هيدروكبريتيد الصوديوم، هيدروكسيد البوتاسيوم (محلول)، الحديد. اكتب معادلات لأربعة تفاعلات محتملة بين جميع المواد المقترحة، دون تكرار أزواج من المواد المتفاعلة.

1) الكلور، كونه عامل مؤكسد قوي، يتفاعل مع الحديد، ويؤكسده إلى Fe +3:

2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3

2) عند تمرير الكلور من خلال محلول قلوي مركز بارد، يتكون الكلوريد وهيبوكلوريت (الكلور الجزيئي غير متناسب مع Cl +1 و Cl -1):

2KOH + Cl2 → بوكل + KClO + H2O

إذا تم تمرير الكلور من خلال محلول قلوي مركز ساخن، فإن الكلور الجزيئي غير متناسب إلى Cl +5 و Cl -1، مما يؤدي إلى تكوين كلورات وكلوريد، على التوالي:

3Cl 2 + 6KOH → 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

3) الكلور، الذي يتمتع بخصائص مؤكسدة أقوى، قادر على أكسدة الكبريت الموجود في الملح الحمضي:

Cl 2 + NaHS → NaCl + HCl + S↓

4) الملح الحمضي - هيدروكبريتيد الصوديوم في بيئة قلوية يتحول إلى كبريتيد:

2NaHS + 2KOH → K2S + Na2S + 2H2O

1 . تم حرق الصوديوم مع الأكسجين الزائد، وتم وضع المادة البلورية الناتجة في أنبوب زجاجي وتمرير ثاني أكسيد الكربون من خلاله. ويتجمع الغاز الخارج من الأنبوب ويحترق الفوسفور في غلافه الجوي. تم تحييد المادة الناتجة مع وجود فائض من محلول هيدروكسيد الصوديوم.

1) 2Na + O 2 = Na 2 O 2

2) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

3) 4P + 5O2 = 2P2O5

4) ف 2 يا 5 + 6 هيدروكسيد الصوديوم = 2Na 3 ص 4 + 3H 2 O

2. تمت معالجة كربيد الألومنيوم بحمض الهيدروكلوريك. تم حرق الغاز المنطلق، وتمرير منتجات الاحتراق عبر ماء الجير حتى يتم تشكيل راسب أبيض، كما أدى تمرير منتجات الاحتراق إلى التعليق الناتج إلى ذوبان الراسب.

1) Al 4 C 3 + 12HCl = 3CH 4 + 4AlCl 3

2) CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

3) CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O

4) كربونات الكالسيوم 3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3) 2

3. تم إطلاق البيريت وتمرير الغاز الناتج ذو الرائحة النفاذة عبر حمض كبريتيد الهيدروجين. يتم ترشيح الراسب المصفر الناتج، وتجفيفه، وخلطه مع حمض النيتريك المركز وتسخينه. يعطي المحلول الناتج راسبًا يحتوي على نترات الباريوم.

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O

3) S+ 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 +2H 2 O

4) H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 = BaSO 4 ↓ + 2 HNO 3

4 . تم وضع النحاس في حمض النيتريك المركز، وتم عزل الملح الناتج من المحلول، وتجفيفه وتكلسه. تم خلط منتج التفاعل الصلب مع نشارة النحاس وتكليسه في جو غاز خامل. تم إذابة المادة الناتجة في ماء الأمونيا.

1) Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 +2H 2 O

2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) النحاس + CuO = Cu2O

4) النحاس 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH

5 . تم إذابة برادة الحديد في حامض الكبريتيك المخفف، وتمت معالجة المحلول الناتج بكمية زائدة من محلول هيدروكسيد الصوديوم. يتم ترشيح المادة المترسبة الناتجة وتركها في الهواء حتى تكتسب اللون البني. تم تحميص المادة البنية إلى كتلة ثابتة.

1) الحديد + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

2) FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4

3) 4Fe(OH) 2 + 2H2O + O 2 = 4Fe(OH) 3

4) 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

6 . تم تحميص كبريتيد الزنك. تفاعلت المادة الصلبة الناتجة بشكل كامل مع محلول هيدروكسيد البوتاسيوم. تم تمرير ثاني أكسيد الكربون من خلال المحلول الناتج حتى يتكون راسبًا. تم إذابة الراسب في حمض الهيدروكلوريك.

1) 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

2) أكسيد الزنك + 2NaOH + H2O = Na2

3 نا 2 + CO 2 = نا 2 CO 3 + H 2 O + Zn (OH) 2

4) Zn(OH) 2 + 2 حمض الهيدروكلوريك = ZnCl 2 + 2H 2 O

7. تم خلط الغاز المنطلق عندما تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك مع الكلور وانفجر. تم إذابة المنتج الغازي الناتج في الماء وعمل على ثاني أكسيد المنغنيز. تم تمرير الغاز الناتج من خلال محلول ساخن من هيدروكسيد البوتاسيوم.

1) Zn+ 2HCl = ZnCl2 + H2

2) Cl2 + H2 = 2HCl

3) 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2

4) 3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

8. تمت معالجة فوسفيد الكالسيوم بحمض الهيدروكلوريك. تم حرق الغاز المنبعث في وعاء مغلق، وتم تحييد منتج الاحتراق بالكامل بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم. تمت إضافة محلول نترات الفضة إلى المحلول الناتج.

1) Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3

2) الرقم الهيدروجيني 3 + 2O 2 = H 3 PO 4

3) ح 3 ص 4 + 3KOH = ك 3 ص 4 + 3 ح 2 يا

4) K3PO4 + 3AgNO3 = 3KNO3 + Ag3PO4

9 . يتحلل ثنائي كرومات الأمونيوم عند تسخينه. تم إذابة منتج التحلل الصلب في حامض الكبريتيك. تمت إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى المحلول الناتج حتى يتكون راسب. عند إضافة هيدروكسيد الصوديوم إلى الراسب، يذوب.

1) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4 H 2 O

2) الكروم 2 يا 3 + 3 ح 2 SO 4 = الكروم 2 (SO 4) 3 + 3 ح 2 يا

3) الكروم 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 3Na 2 SO 4 + 2Cr(OH) 3

4) 2Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na3

10 . تم تحميص أورثوفوسفات الكالسيوم بالفحم ورمل النهر. تم حرق المادة البيضاء المتوهجة في الظلام الناتجة في جو يحتوي على الكلور. تم إذابة ناتج هذا التفاعل في كمية زائدة من هيدروكسيد البوتاسيوم. تمت إضافة محلول هيدروكسيد الباريوم إلى الخليط الناتج.

1) Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

2) 2P + 5Cl 2 = 2PCl 5

3) PCl 5 + 8KOH = K 3 PO 4 + 5KCl + 4H 2 O

4) 2K 3 ص 4 + 3Ba(OH) 2 = با 3 (ص 4) 2 + 6KOH

11. تم خلط مسحوق الألومنيوم مع الكبريت وتسخينه. تم وضع المادة الناتجة في الماء. تم تقسيم الراسب الناتج إلى قسمين. يضاف حمض الهيدروكلوريك إلى جزء واحد، ويضاف محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى الجزء الآخر حتى يذوب الراسب تماما.

1) 2Al + 3S = Al2S3

2) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

3) Al(OH) 3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H2O

4) آل(OH) 3 + هيدروكسيد الصوديوم = نا

12 . تم وضع السيليكون في محلول هيدروكسيد البوتاسيوم، وبعد اكتمال التفاعل، تمت إضافة حمض الهيدروكلوريك الزائد إلى المحلول الناتج. يتم ترشيح الراسب المتكون وتجفيفه وتكلسه. يتفاعل منتج التكليس الصلب مع فلوريد الهيدروجين.

1) Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2) K 2 SiO 3 + 2HCl = 2KCl + H 2 SiO 3

3) H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

4) SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

مهام الحل المستقل.

1. نتيجة للتحلل الحراري لثاني كرومات الأمونيوم، يتم الحصول على الغاز، الذي تم تمريره فوق المغنيسيوم الساخن. تم وضع المادة الناتجة في الماء. تم تمرير الغاز الناتج عبر هيدروكسيد النحاس (II) المترسب حديثًا. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

2. تمت إضافة محلول حمض الهيدروكلوريك إلى المحلول الناتج عن تفاعل بيروكسيد الصوديوم مع الماء عند تسخينه حتى اكتمال التفاعل. تم إخضاع محلول الملح الناتج للتحليل الكهربائي باستخدام أقطاب كهربائية خاملة. تم تمرير الغاز المتكون نتيجة التحليل الكهربائي عند الأنود من خلال معلق من هيدروكسيد الكالسيوم. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

3. تم ترشيح الراسب المتكون نتيجة تفاعل محلول كبريتات الحديد (II) وهيدروكسيد الصوديوم وتكليسه. تم إذابة المادة الصلبة المتبقية بالكامل في حمض النيتريك المركز. تمت إضافة نشارة النحاس إلى المحلول الناتج. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

4. تفاعل الغاز الناتج عن تحميص البيريت مع كبريتيد الهيدروجين. تمت معالجة المادة الصفراء التي تم الحصول عليها نتيجة التفاعل بحمض النيتريك المركز أثناء التسخين. تمت إضافة محلول كلوريد الباريوم إلى المحلول الناتج. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

5. تم تمرير الغاز الناتج عن تفاعل برادة الحديد مع محلول حمض الهيدروكلوريك فوق أكسيد النحاس (II) الساخن حتى يتم اختزال المعدن بالكامل. تم إذابة المعدن الناتج في حمض النيتريك المركز. تم إخضاع المحلول الناتج للتحليل الكهربائي باستخدام أقطاب كهربائية خاملة. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

6. تم استخدام الغاز المنطلق عند الأنود أثناء التحليل الكهربائي لنترات الزئبق (II) للأكسدة الحفزية للأمونيا. تفاعل الغاز عديم اللون الناتج على الفور مع الأكسجين الموجود في الهواء. تم تمرير الغاز البني الناتج عبر ماء الباريت. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

7. تم وضع اليود في أنبوب اختبار مع حمض النيتريك الساخن المركز. تم تمرير الغاز المنطلق عبر الماء في وجود الأكسجين. تمت إضافة هيدروكسيد النحاس (II) إلى المحلول الناتج. تم تبخير المحلول الناتج وتم تحميص البقايا الصلبة الجافة. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

8. عندما يتفاعل محلول كبريتات الألومنيوم مع محلول كبريتيد البوتاسيوم، يتم إطلاق غاز، والذي يتم تمريره عبر محلول سداسي هيدروكسي ألومينات البوتاسيوم. يتم ترشيح الراسب الناتج وغسله وتجفيفه وتسخينه. وتم دمج المادة الصلبة المتبقية مع الصودا الكاوية. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

9. تمرر ثاني أكسيد الكبريت في محلول هيدروكسيد الصوديوم حتى يتكون ملح متوسط. تمت إضافة محلول مائي من برمنجنات البوتاسيوم إلى المحلول الناتج. تم فصل الراسب الناتج ومعالجته بحمض الهيدروكلوريك. تم تمرير الغاز المنطلق عبر محلول بارد من هيدروكسيد البوتاسيوم. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

10. تم تحميص خليط من أكسيد السيليكون (IV) والمغنيسيوم المعدني. تمت معالجة المادة البسيطة التي تم الحصول عليها نتيجة التفاعل بمحلول مركز من هيدروكسيد الصوديوم. تم تمرير الغاز المنطلق فوق الصوديوم الساخن. تم وضع المادة الناتجة في الماء. اكتب معادلات التفاعلات الموصوفة.

الموضوع 7. الخواص الكيميائية وإنتاج المواد العضوية في المهام C3. ردود الفعل التي تسبب أكبر الصعوبات لدى أطفال المدارس والتي تتجاوز نطاق الدورة المدرسية.

لحل مهام C3، يحتاج تلاميذ المدارس إلى معرفة دورة الكيمياء العضوية بأكملها على المستوى المتخصص.

تعتمد الخواص الكيميائية لمعظم العناصر على قدرتها على الذوبان في الأوساط المائية والأحماض. ترتبط دراسة خصائص النحاس بتأثير منخفض النشاط في الظروف العادية. من سمات عملياتها الكيميائية تكوين مركبات تحتوي على الأمونيا والزئبق والنيتروجين وانخفاض ذوبان النحاس في الماء غير قادر على التسبب في عمليات التآكل. له خصائص كيميائية خاصة تسمح باستخدام المركب في مختلف الصناعات.

وصف السلعة

يعتبر النحاس أقدم معدن تعلم الناس استخراجه حتى قبل عصرنا. يتم الحصول على هذه المادة من مصادر طبيعية على شكل خام. النحاس هو عنصر من عناصر الجدول الكيميائي يحمل الاسم اللاتيني cuprum، ورقمه التسلسلي 29. وفي الجدول الدوري يقع في الفترة الرابعة وينتمي إلى المجموعة الأولى.

المادة الموجودة بشكل طبيعي هي معدن ثقيل وردي-أحمر ذو بنية ناعمة ومرنة. درجة غليانه وانصهاره تزيد عن 1000 درجة مئوية. يعتبر دليلا جيدا.

التركيب الكيميائي والخصائص

إذا درست الصيغة الإلكترونية لذرة النحاس ستجد أن لها 4 مستويات. يوجد إلكترون واحد فقط في مدار التكافؤ 4s. أثناء التفاعلات الكيميائية، يمكن فصل 1 إلى 3 جزيئات سالبة الشحنة من الذرة، ثم يتم الحصول على مركبات النحاس بحالة أكسدة +3، +2، +1. مشتقاته ثنائية التكافؤ هي الأكثر استقرارا.

في التفاعلات الكيميائية يعمل كمعدن منخفض التفاعل. في ظل الظروف العادية، النحاس ليس لديه قابلية للذوبان في الماء. لا يلاحظ التآكل في الهواء الجاف، ولكن عند تسخينه، يصبح السطح المعدني مغطى بطبقة سوداء من أكسيد ثنائي التكافؤ. يتجلى الاستقرار الكيميائي للنحاس تحت تأثير الغازات اللامائية والكربون وعدد من المركبات العضوية والراتنجات الفينولية والكحوليات. يتميز بتفاعلات تكوين معقدة مع إطلاق مركبات ملونة. يحتوي النحاس على أوجه تشابه طفيفة مع معادن المجموعة القلوية بسبب تكوين مشتقات أحادية التكافؤ.

ما هي الذوبان؟

هذه هي عملية تكوين أنظمة متجانسة في شكل محاليل عندما يتفاعل مركب واحد مع مواد أخرى. مكوناتها هي الجزيئات الفردية والذرات والأيونات والجسيمات الأخرى. يتم تحديد درجة الذوبان من خلال تركيز المادة التي تم إذابتها عند الحصول على محلول مشبع.

غالبًا ما تكون وحدة القياس هي النسب المئوية أو كسور الحجم أو كسور الوزن. قابلية ذوبان النحاس في الماء، مثل المركبات الصلبة الأخرى، تخضع فقط للتغيرات في ظروف درجة الحرارة. يتم التعبير عن هذا الاعتماد باستخدام المنحنيات. إذا كان المؤشر صغيرا جدا، تعتبر المادة غير قابلة للذوبان.

ذوبان النحاس في الوسط المائي

يُظهر المعدن مقاومة للتآكل عند تعرضه لمياه البحر. وهذا يثبت خموله في الظروف العادية. لم تتم ملاحظة قابلية ذوبان النحاس في الماء (الطازج) عمليا. ولكن في البيئة الرطبة وتحت تأثير ثاني أكسيد الكربون تتشكل طبقة خضراء على سطح المعدن وهي الكربونات الرئيسية:

Cu + Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 → Cu(OH) 2 · CuCO 2.

إذا نظرنا إلى مركباتها أحادية التكافؤ في شكل أملاح، فإننا نلاحظ ذوبانها الضئيل. هذه المواد تخضع للأكسدة السريعة. والنتيجة هي مركبات النحاس ثنائية التكافؤ. هذه الأملاح لها قابلية ذوبان جيدة في الأوساط المائية. يحدث تفككها الكامل إلى أيونات.

الذوبان في الأحماض

الظروف المعتادة لتفاعلات النحاس مع الأحماض الضعيفة أو المخففة لا تدعم تفاعلها. لم يتم ملاحظة العملية الكيميائية للمعدن مع القلويات. قابلية ذوبان النحاس في الأحماض ممكنة إذا كانت عوامل مؤكسدة قوية. فقط في هذه الحالة يحدث التفاعل.

ذوبان النحاس في حامض النيتريك

هذا التفاعل ممكن بسبب حقيقة أن العملية تحدث باستخدام كاشف قوي. يُظهر حمض النيتريك في شكله المخفف والمركز خصائص مؤكسدة عند إذابة النحاس.

في الخيار الأول، ينتج التفاعل نترات النحاس وأكسيد النيتروجين ثنائي التكافؤ بنسبة 75% إلى 25%. يمكن وصف العملية مع حمض النيتريك المخفف بالمعادلة التالية:

8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3) 2 + NO + NO + 4H2O.

وفي الحالة الثانية يتم الحصول على نترات النحاس وأكاسيد النيتروجين ثنائي التكافؤ ورباعي التكافؤ بنسبة 1 إلى 1. وتشمل هذه العملية 1 مول من المعدن و 3 مول من حمض النيتريك المركز. عندما يذوب النحاس، يسخن المحلول بقوة، مما يؤدي إلى التحلل الحراري للعامل المؤكسد وإطلاق كمية إضافية من أكاسيد النيتروجين:

4HNO 3 + Cu → Cu(NO 3) 2 + NO 2 + NO 2 + 2H 2 O.

يتم استخدام التفاعل في الإنتاج على نطاق صغير المرتبط بإعادة تدوير الخردة أو إزالة الطلاء من النفايات. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لإذابة النحاس لها عدد من العيوب المرتبطة بإطلاق كميات كبيرة من أكاسيد النيتروجين. للقبض عليهم أو تحييدهم، هناك حاجة إلى معدات خاصة. هذه العمليات مكلفة للغاية.

يعتبر تحلل النحاس كاملاً عندما يتوقف إنتاج أكاسيد النيتروجين المتطايرة تمامًا. تتراوح درجة حرارة التفاعل من 60 إلى 70 درجة مئوية. والخطوة التالية هي تصفية المحلول من الأسفل، وترك قطع صغيرة من المعدن لم تتفاعل. يضاف الماء إلى السائل الناتج ويصفى.

الذوبان في حامض الكبريتيك

في ظل الظروف العادية، لا يحدث هذا التفاعل. العامل الذي يحدد ذوبان النحاس في حامض الكبريتيك هو تركيزه القوي. لا يمكن للوسط المخفف أكسدة المعدن. يستمر تحلل النحاس المركز مع إطلاق الكبريتات.

يتم التعبير عن العملية بالمعادلة التالية:

Cu + H 2 SO 4 + H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2.

خصائص كبريتات النحاس

ويسمى الملح ثنائي القاعدة أيضًا بحمض الكبريتيك، ويرمز له بالرمز: CuSO 4. وهي مادة ليس لها رائحة مميزة ولا تظهر عليها تقلبات. في شكله اللامائي، يكون الملح عديم اللون، معتمًا، وشديد الرطوبة. النحاس (كبريتات) لديه قابلية ذوبان جيدة. يمكن لجزيئات الماء، عند إضافتها إلى الملح، أن تشكل مركبات هيدرات بلورية. مثال على ذلك هو الخماسي الهيدرات الأزرق. صيغته: CuSO4·5H2O.

تمتلك الهيدرات البلورية بنية شفافة ذات لون مزرق ولها طعم معدني مرير. جزيئاتها قادرة على فقدان الماء المرتبط بمرور الوقت. توجد في الطبيعة على شكل معادن، منها الكالكانثيت والبوتيت.

عرضة لكبريتات النحاس. الذوبان هو رد فعل طارد للحرارة. تولد عملية ترطيب الملح كمية كبيرة من الحرارة.

ذوبان النحاس في الحديد

ونتيجة لهذه العملية، يتم تشكيل سبائك زائفة من الحديد والنحاس. بالنسبة للحديد المعدني والنحاس، من الممكن ذوبان متبادل محدود. ويتم ملاحظة قيمها القصوى عند درجة حرارة 1099.85 درجة مئوية. درجة ذوبان النحاس في الحالة الصلبة للحديد هي 8.5%. هذه أرقام صغيرة. تبلغ نسبة انحلال الحديد المعدني في الصورة الصلبة للنحاس حوالي 4.2%.

إن خفض درجة الحرارة إلى قيم الغرفة يجعل العمليات المتبادلة غير ذات أهمية. عندما يتم صهر النحاس المعدني، فإنه يكون قادرًا على تبليل الحديد جيدًا في الحالة الصلبة. عند إنتاج سبائك الحديد والنحاس الزائفة، يتم استخدام الفراغات الخاصة. يتم تصنيعها عن طريق الضغط أو خبز مسحوق الحديد في شكل نقي أو مخلوط. يتم تشريب قطع العمل هذه بالنحاس السائل، مما يشكل سبائك زائفة.

الذوبان في الأمونيا

تحدث هذه العملية غالبًا عن طريق تمرير NH3 في صورة غازية فوق معدن ساخن. والنتيجة هي إذابة النحاس في الأمونيا، وإطلاق Cu 3 N. ويسمى هذا المركب نيتريد أحادي التكافؤ.

تتعرض أملاحه لمحلول الأمونيا. تؤدي إضافة مثل هذا الكاشف إلى كلوريد النحاس إلى تكوين راسب على شكل هيدروكسيد:

CuCl 2 + NH 3 + NH 3 + 2H 2 O → 2NH 4 Cl + Cu(OH) 2 ↓.

تعمل الأمونيا الزائدة على تعزيز تكوين مركب معقد ذو لون أزرق غامق:

النحاس (OH) 2 ↓+ 4NH 3 → (OH) 2.

تستخدم هذه العملية لتحديد أيونات النحاسيك.

الذوبان في الحديد الزهر

في هيكل الحديد الزهر اللؤلؤي القابل للطرق، بالإضافة إلى المكونات الرئيسية، هناك عنصر إضافي على شكل النحاس العادي. وهذا هو ما يزيد من جاذبية ذرات الكربون ويساعد على زيادة سيولة وقوة وصلابة السبائك. المعدن له تأثير إيجابي على مستوى البيرلايت في المنتج النهائي. يتم استخدام قابلية ذوبان النحاس في الحديد الزهر لسبائك التركيبة الأصلية. الغرض الرئيسي من هذه العملية هو الحصول على سبيكة قابلة للطرق. سيكون له خصائص ميكانيكية وتآكل متزايدة، لكنه يقلل من التقصف.

إذا كان محتوى النحاس في الحديد الزهر حوالي 1%، فإن قوة الشد تساوي 40%، وتزداد قوة الخضوع إلى 50%. هذا يغير بشكل كبير خصائص السبائك. وزيادة كمية السبائك المعدنية إلى 2% تؤدي إلى تغير القوة إلى 65%، وتصبح نسبة السيولة 70%. مع ارتفاع محتوى النحاس في الحديد الزهر، يكون تشكيل الجرافيت الكروي أكثر صعوبة. إن إدخال عنصر صناعة السبائك في الهيكل لا يغير تقنية تشكيل سبيكة لزجة وناعمة. يتزامن الوقت المخصص للتليين مع مدة هذا التفاعل دون شوائب النحاس. إنها حوالي 10 ساعات.

إن استخدام النحاس لإنتاج الحديد الزهر بتركيز عالٍ من السيليكون غير قادر على القضاء تمامًا على ما يسمى بالتخصيب للخليط أثناء التلدين. والنتيجة هي منتج ذو مرونة منخفضة.

الذوبان في الزئبق

عند خلط الزئبق مع معادن عناصر أخرى، يتم الحصول على ملغم. يمكن أن تتم هذه العملية في درجة حرارة الغرفة، لأن الرصاص يكون سائلًا في مثل هذه الظروف. ذوبان النحاس في الزئبق يختفي فقط أثناء التسخين. يجب أولاً سحق المعدن. عندما يبلل النحاس الصلب بالزئبق السائل، يحدث اختراق متبادل لمادة إلى أخرى أو تحدث عملية انتشار. يتم التعبير عن قيمة الذوبان كنسبة مئوية وهي 7.4 * 10 -3. وينتج عن التفاعل ملغم صلب وبسيط يشبه الأسمنت. إذا قمت بتسخينه قليلاً، فإنه يلين. ونتيجة لذلك، يتم استخدام هذا الخليط لإصلاح منتجات البورسلين. هناك أيضًا ملغم معقد يحتوي على محتوى مثالي من المعادن. على سبيل المثال، تحتوي سبائك الأسنان على عناصر النحاس والزنك. النسبة المئوية لهم هي 65:27:6:2. ويسمى الملغم الذي يحتوي على هذه التركيبة بالفضة. يؤدي كل مكون من مكونات السبائك وظيفة محددة تتيح لك الحصول على حشوة عالية الجودة.

مثال آخر هو سبيكة الملغم، التي تحتوي على نسبة عالية من النحاس. ويسمى أيضًا سبائك النحاس. يحتوي الملغم على 10 إلى 30% نحاس. يمنع المحتوى العالي من النحاس تفاعل القصدير مع الزئبق، مما يمنع تكوين مرحلة ضعيفة جدًا ومسببة للتآكل في السبيكة. بالإضافة إلى ذلك، فإن تقليل كمية الفضة الموجودة في الحشوة يؤدي إلى انخفاض الأسعار. لتحضير الملغم، من المستحسن استخدام جو خامل أو سائل وقائي يشكل طبقة. يمكن أكسدة المعادن التي تتكون منها السبيكة بسرعة عن طريق الهواء. تؤدي عملية تسخين ملغم النحاس في وجود الهيدروجين إلى تقطير الزئبق، مما يسمح بفصل النحاس العنصري. كما ترون، هذا الموضوع ليس من الصعب تعلمه. الآن أنت تعرف كيف يتفاعل النحاس ليس فقط مع الماء، ولكن أيضًا مع الأحماض والعناصر الأخرى.