Написать (последовательно) химические процессы, происходящие при контакте железа с раствором нитрата меди (II). Обосновать возможность их протекания. (Решение → 2792)

Заказ №38813

Написать (последовательно) химические процессы, происходящие при контакте железа с раствором нитрата меди (II). Обосновать возможность их протекания.

Решение:

а) Простое вещество, металл - железо Fe. При хранении на воздухе при температуре до 200°C железо постепенно покрывается плотной плёнкой оксида, препятствующей дальнейшему окислению металла. 2Fe+O2=2FeO При нагревании возможно образование оксида железа (III) 4Fe+3O2= 2Fe2O3 Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению. Ржавчина не имеет постоянного химического состава, приближённо её химическую формулу можно записать как Fe2O3∙xH2O. Таким образом, при рассмотрении процессов, происходящих в нашей системе, необходимо учитывать наличие не только самого металла, но и его оксидной пленки. Следовательно, прежде чем рассматривать реакции с участием железа, необходимо рассмотреть реакции с участием его оксидов. Оксид железа (II) FeO обладает основными свойствами, ему отвечает основание Fe(OH)2. Следовательно, оксид железа в валентном состоянии (II) будет взаимодействовать с кислотами, с кислотными оксидами. Оксид железа (III) Fe2O3 обладает амфотерными свойствами, ему отвечает основание Fe(OH)3. Следовательно, оксид железа в валентном состоянии (III) будет взаимодействовать с кислотами, с кислотными оксидами и сильными основаниями. б) Соль Cu(NO3)2 – нитрат меди (II). Данная соль, образована слабым основанием Cu(OH)2 и сильной азотной кислотой HNO3. Такие соли в воде подвергаются гидролизу, который практические идет только по первой ступени. Молекулярное уравнение Cu(NO3)2+H2OFCu(OH)NO3+HNO3 Полное ионное уравнение Cu2++2NO3 –+HOHFCuOH++NO3 –+H++NO3 – Сокращенное ионное уравнение Cu2++HOHFCuOH++ H + Из записи реакции в ионном виде наглядно видно, что в результате гидролиза соли Cu(NO3)2 в продуктах реакции наблюдается появление ионов водорода H+ , т.е. среда становится кислой. Используя водородный показатель, можно записать, что в нашем случае pH<7. в) Рассмотрим реакцию оксидов железа с частично гидролизованным нитратом меди в кислой среде Для двухвалентного оксида