Железо и медь: соли, гидроксиды и кислоты-окислители
Сравним степени окисления железа и поведение меди, дополнив ряд активности зависимостью продуктов от концентрации кислоты.
Чему научимся
- Различать соединения Fe(II) и Fe(III)
- Записывать реакции Cu с разными кислотами
- Учитывать окисление гидроксида Fe(II) воздухом
Разбираемся в теме
Железо и его степени
Fe с разбавленной HCl в школьной схеме образует FeCl₂: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂. Соединения Fe(II) могут окисляться до Fe(III), а Fe₂O₃ восстанавливается при подходящих условиях. Fe₃O₄ содержит железо в двух степенях и не следует приписывать всем его атомам одну целую степень без уточнения.
С OH⁻ Fe²⁺ образует зеленоватый Fe(OH)₂, Fe³⁺ — бурый Fe(OH)₃. На воздухе 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃. Поэтому цвет и состояние осадка зависят от времени и доступа O₂; наблюдение нужно связывать с условиями, а не считать неизменным портретом соли.
Медь и окислительные кислоты
Cu не выделяет H₂ из обычной разбавленной HCl без дополнительных окислителей. С концентрированной HNO₃: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O; с разбавленной в типичной схеме: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O. В предоставленном журнале Cu растворяется, раствор становится синим; в концентрированной пробе сразу виден бурый NO₂, в разбавленной NO первоначально бесцветен и буреет на воздухе при окислении до NO₂.
С горячей концентрированной H₂SO₄ медь может давать SO₂: Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O. CuO — основной оксид, Cu(OH)₂ — голубой малорастворимый гидроксид, при нагревании Cu(OH)₂ → CuO + H₂O. Медь важна для проводников и сплавов, но её растворимые соли не являются пищевыми веществами.
Разобранные примеры
Какое количество NO теоретически получается из 0,30 моль Cu по схеме с разбавленной HNO₃?
- Используем 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O при избытке кислоты.
- Мольное отношение Cu:NO равно 3:2.
- n(NO)=0,30×2/3=0,20 моль; дальнейшее окисление NO воздухом в этот результат не включаем.
Ответ. По выбранной схеме образуется 0,20 моль NO.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Смешанная степень окисления
- Наличие атомов одного элемента в разных степенях в одном соединении.
- Окисление воздухом
- Превращение с участием кислорода окружающей среды как окислителя.
- Кислота-окислитель
- Кислота, в реакции которой окислительную роль может играть кислотный остаток.
Связь с программой
Тема: неорганические соединения. Раздел: Элементы, производство и экология.
- ФРП СОО «Химия», базовый уровень, 10–11 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 12, 13, 24, 40, 41, 43, 56, 58
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Общая и неорганическая химия