Уравнение реакции замещения меди железом

Лабораторный опыт №3. Замещение железом меди в растворе сульфата меди (II).

Налейте в пробирку 2 мл раствора сульфата меди (II) и поместите в него канцелярскую кнопку или скрепку. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы. На основе молекулярного уравнения отнесите эту реакцию к той или иной группе реакций на основании следующих признаков:

• «число и состав исходных веществ и продуктов реакции» (как вы наверняка помните, по этому признаку различают реакции соединения, разложения, замещения и обмена, в том числе реакции нейтрализации);
• «направление» (напомним, что по этому признаку реакции делят на две группы: обратимые и необратимые);
• «тепловой эффект» (различают реакции эндо- и экзотермические, в том числе реакции горения);
• «изменение степеней окисления элементов, образующих вещества, участвующие в реакции» (окислительно-восстановительные и без изменения степеней окисления);
• «агрегатное состояние реагирующих веществ» (гомогенные и гетерогенные);
• «участие катализатора» (некаталитические и каталитические, в том числе ферментативные).

После опускания канцелярской скрепки в раствор сульфата меди (II), поверхность скрепки, через некоторое время, покрылась слоем меди, а раствор приобрел зеленый цвет:
CuSO₄ + Fe ⟶ FeSO₄ + Cu
Cu 2+ + SO₄ 2- + Fe ⟶ Fe 2+ + SO₄ 2- + Cu
Cu 2+ + Fe ⟶ Fe 2+ + Cu

Рассмотрим окислительно-восстановительные процессы.

1. Реакция замещения, т. к. из простого и сложного веществ образуются новое простое и новое сложное вещества.
2. Необратимая, т. к. протекает только в одном направлении.
3. Экзотермическая, т. к. для протекания этой реакции не требуется нагревания содержимого пробирки.
4. ОВР, т. к. свои степени окисления изменили медь и железо.
5. Гетерогенная, т. к. протекает между твёрдым веществом и раствором.
6. Некаталитическая, т. к. реакция протекает без участия катализатора.

7. Реакция замещения меди железом в растворе медного купороса

Реакция замещения меди железом в растворе медного купороса. Скрепка (кнопка) покрывается красноватым налетом меди, цвет раствора бледнеет.

Реакция замещения, необратимая, окислительно-восстановительная, некаталитическая.

Решебник по химии за 11 класс (О.С. Габриелян, 2007 год),
задача №7
к главе «Лабораторные опыты».

Лабораторный опыт 17 Реакция замещения меди железом в растворе медного купороса

Лабораторный опыт 17 Реакция замещения меди железом в растворе медного купороса

Цель работы: изучить протекание реакций замещения на примере взаимодействия железа с сульфатом меди.

Оборудование и реактивы: пробирки, штатив для пробирок, железный гвоздь, пробирка с раствором сульфата меди(медного купороса CuSO4).

Краткие теоретические сведения

Реакции замещения — реакция между простыми и сложными веществами, при котором атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. К такому типу реакций относится взаимодействие между металлами и кислотами, металлами и солями. При этих реакциях необходимо учитывать положение металла в ряду напряжений (ряд Бекетова), а также силу кислот и растворимость солей. Железо легко вытесняет медь в химической реакции замещения. Если в раствор медного купороса опустить металлическое изделием будем наблюдать на поверхности железа образование микроскопических кристаллов химически чистой меди красно-бурого цвета. При этом голубой раствор медного купороса постепенно бледнеет и приобретает зеленоватый окрас, происходит образование железного купороса FeSO4x5H2O. Но это способ не эффективен для прочного медного покрытия, поэтому для более качественного нанесения медного покрытия используют электричество. Таким способом (реакцией замещения) можно покрыть металлом, стоящим правее металл стоящий левее в ряду напряжений.

1.Осуществите реакцию замещения меди железом в растворе медного купороса.

1.Опустите железный гвоздь в пробирку с медным купоросом, наблюдайте за происходящими изменениями цвета поверхности гвоздя и раствора соли в течение 10 минут. Что наблюдаете?

В молекулярном и ионном виде

Опустили железный гвоздь в пробирку с раствором медного купороса

На всей поверхности металла образуется медный налет, яркость цвета раствора значительно снизилась, раствор приобрел зеленоватый оттенок

Cu2++Fe0 = Fe2++Cu 0

Провели реакцию, подтверждающую, особенности взаимодействия растворов солей с металлами. Железо легко вытесняет медь в химической реакции замещения. Растворы солей взаимодействуют с металлами, более активный металл вытесняет из раствора соли менее активный, в соответствии с их положением в электрохимическом ряду напряжений металлов(ряд Бекетова).

Укажите номер лабораторного опыта, тему, цель, оборудование, выполните задания методических указаний, результаты наблюдений занесите в таблицу, сделайте вывод.

1.Какие реакции относятся к реакциям замещения?(Реакции замещения — реакция между простыми и сложными веществами, при котором атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. К такому типу реакций относится взаимодействие между металлами и кислотами, металлами и солями.)

2.В каком случае возможна реакция замещения: между серебром и хлоридом железа или между железом и нитратом серебра? Ответ обоснуйте.(Реакция возможна только между раствором нитрата серебра и железом, т. к. железо стоит левее относительно серебра в ряду напряжений металлов)