Нитрид кальция растворили в воде, в результате чего выделился газ с резким запахом. Этот газ при нагревании пропустили через трубку, заполненную оксидом меди (II). Образовавшееся в результате этой реакции простое вещество красного цвета поместили в разбавленный раствор азотной кислоты. Водный раствор полученной соли подвергли электролизу. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
от

1 Ответ

1) Нитриды щелочных и щелочноземельных металлов легко разлагаются водой, образуя щелочь и аммиак:
Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑
2) Оксид меди восстанавливается аммиаком до свободного металла:
2NH3+ 3CuO → 3Cu + N2↑ + 3H2O (нагрев)
3) Азотная кислота является сильным окислителем и способна реагировать со всеми металлами в ряду активности, кроме платины и золота. Медь, будучи малоактивным металлом, восстанавливает концентрированную азотную кислоту до NO2, а разбавленную до NO:
3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
4) Нитрат меди - соль, образованная катионом металла,расположенного правее водорода в ряду активности, и кислородсодержащим кислотным остатком. В случае растворов солей таких металлов на катоде протекает процесс восстановления катиона металла. В нашем случае его можно записать так:
катод: Cu2+ + 2e- => Cu0
Кислородсодержащие кислотные остатки (кроме остатков карбоновых кислот) не могут разрядиться на аноде, поскольку энергетически более выгодным является процесс окисления молекул воды:
анод: 2H2O - 4e- => O2 + 4H+
Количество электронов, которые отдает катод, равно количеству электронов, которые принимает анод. Подведем в связи с этим электронный баланс:
катод: Cu2+ + 2e- => Cu0 | ∙ 2
анод: 2H2O - 4e- => O2 + 4H+ | ∙ 1
2Cu2+ + 2H2O = 2Cu0 + O2 + 4H+  - ионное уравнение электролиза. Добавив по 4 нитрат-иона в левую и правую часть уравнения и объединив их с противоионами, получаем полное уравнение электролиза:
2Cu(NO3)2 + 2H2O → 2Cu↓ + O2↑ + 4HNO3 (электролиз)
от