Три причины заметной реакции
Выбирай превращение и двигай ползунок. Сопоставляй формулу продукта с появлением газа, осадка или растворением; пояснение раскрывает причину.
Это доля показанного перехода, не измерение времени или скорости.
Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.
Кислота и основной оксид
Реакция CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O связывает оксид, кислоту, соль и воду. Чёрный CuO расходуется, потому что превращается в другое соединение меди. Это химический процесс, а не простое растворение без изменения состава.
Количество HCl определяется составом соли и воды. Один Cu требует CuCl₂, значит нужны два Cl, а два H образуют одну H₂O с кислородом оксида. Такой разбор помогает получить коэффициенты без угадывания. Ионная сущность растворения оксида меди(II): CuO + 2H⁺ → Cu²⁺ + H₂O; твёрдый CuO сохраняют целой формулой.
Реагенты
CuO + 2HCl
Продукты
CuCl₂ + H₂O
Атомы с каждой стороны
Cu: 1; O: 1; H: 2; Cl: 2
Кислоты реагируют с основными оксидами с образованием соли и воды. Коэффициенты обеспечивают сохранение каждого вида атомов.
Нейтрализация: кислота и основание
При нейтрализации кислота взаимодействует с основанием с образованием соли и воды. H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O. Для полной нейтрализации двух заменяемых H нужны две группы OH.
Реакция возможна и с нерастворимым основанием: Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O. Осадок основания при достаточном количестве кислоты исчезает. Слово «нейтрализация» не означает, что при любом избытке реагентов раствор получится нейтральным. Для сильной кислоты и щёлочи сокращённая запись H⁺ + OH⁻ → H₂O одинакова при разных ионах-наблюдателях.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| H₂SO₄ + 2NaOH | Na₂SO₄ + 2H₂O | Растворимая щёлочь |
| Cu(OH)₂ + 2HCl | CuCl₂ + 2H₂O | Нерастворимое основание |
Нейтрализация связывает кислоту и основание. Избыток одного реагента влияет на среду конечного раствора.
Кристаллы сульфата меди
Синие кристаллы медного купороса — сульфата меди(II) с кристаллизационной водой CuSO₄·5H₂O.
Crystal Titan · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Окраска фенолфталеина в щелочной среде
Фенолфталеин делает щелочную среду заметной благодаря малиновой окраске.
Andyman1125 · Wikimedia Commons · CC BY-SA 3.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Обмен со щёлочью или другой солью
CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ даёт осадок основания. Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl даёт осадок соли. Внешний признак похож, но классы выпадающих веществ различны.
Если смешать растворы NaCl и KNO₃, все предполагаемые продукты растворимы и нового вещества, выводимого из раствора, не возникает. Такая смесь помогает понять границу схемы «поменять местами части формул». Для осадка Fe(OH)₃ запись имеет вид Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓; заряд слева равен нулю.
| Реагенты | Осадок | Класс осадка |
|---|---|---|
| CuSO₄ и NaOH | Cu(OH)₂ | Основание |
| Na₂SO₄ и BaCl₂ | BaSO₄ | Соль |
| NaCl и KNO₃ | Нет | Обмен не протекает |
Соль может участвовать в обмене со щёлочью или другой солью. Образование осадка проверяют по таблице растворимости.
Металл вытесняет другой металл
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu: более активное железо переводит медь из соли в простое вещество. На железе появляется медь, а железо входит в раствор как соединение железа(II).
Пользуются рядом активности, но учитывают водную среду. Очень активные Na, K и Ca реагируют с водой, поэтому их нельзя механически подставлять в схему вытеснения из водных растворов. Обратная реакция Cu с FeSO₄ так не идёт. Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu — ионная запись окислительно-восстановительной реакции. Это замещение, а не ионный обмен.
До реакции
Fe и раствор CuSO₄.
Изменение
Fe входит в соль; Cu выделяется.
После реакции
FeSO₄ и простое вещество Cu.
Более активный металл может вытеснять менее активный из раствора соли. Водная среда ограничивает применение общей схемы.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 10. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 10. Химические свойства кислот, оснований, солей.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах