Условие задачи

Что произойдет, если в раствор сульфата меди (II) бросить кусочек натрия? Запишите уравнения возможных реакций.

Решение

Дисциплина задачи – неорганическая химия (окислительно-восстановительные реакции).

При добавлении кусочка натрия (Na) в водный раствор сульфата меди(II) (CuSO₄) возможны сразу два процесса:

1. Замещение меди металлом. Так как натрий гораздо активнее меди, он способен восстановить ионы меди (Cu²⁺) до металлической меди (Cu°), при этом сам окисляясь до Na⁺. Уравнение этой реакции можно записать так:

2Na(с) + CuSO₄(раствор) → Cu(с) + Na₂SO₄(раствор)

2. Реакция натрия с водой. Водный раствор CuSO₄ содержит большое количество H₂O, и натрий очень активно реагирует именно с водой, образуя гидроксид натрия (NaOH) и выделяя водород (H₂). Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

2Na(с) + 2H₂O(л) → 2NaOH(раствор) + H₂(г)

На практике оба процесса могут происходить одновременно. При добавлении натрия в раствор сульфата меди первоначально может наблюдаться быстрое выделение водорода (при реакции с водой), а затем или одновременно – выпадение осадка медного металла на поверхности куска натрия, что свидетельствует о восстановлении Cu²⁺. Кроме того, образующийся NaOH повышает щелочность раствора.

Таким образом, окончательный ответ содержит два уравнения реакций:

1) 2Na(с) + CuSO₄(раствор) → Cu(с) + Na₂SO₄(раствор)
2) 2Na(с) + 2H₂O(л) → 2NaOH(раствор) + H₂(г)