Чтобы осуществить последовательное превращение веществ в цепочке S → SO₂ → H₂SO₄ → CuSO₄ → Cu(OH)₂ → CuCl₂, нужно провести несколько химических реакций. Рассмотрим каждый шаг по отдельности.
S → SO₂ (Сера в диоксид серы)
Сначала необходимо окислить серу (S) до диоксида серы (SO₂). Это можно сделать, сжигая серу в присутствии кислорода:
[ S + O₂ → SO₂ ]
SO₂ → H₂SO₄ (Диоксид серы в серную кислоту)
Следующий шаг — преобразование диоксида серы в серную кислоту (H₂SO₄). Этот процесс включает несколько стадий:
а) Окисление SO₂ в триоксид серы (SO₃) при помощи кислорода в присутствии катализатора (например, оксида ванадия (V₂O₅)):
[ 2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃ ]
б) Растворение SO₃ в воде для получения серной кислоты:
[ SO₃ + H₂O → H₂SO₄ ]
H₂SO₄ → CuSO₄ (Серная кислота в сульфат меди(II))
Для получения сульфата меди(II) (CuSO₄) нужно провести реакцию серной кислоты с медью (Cu):
[ Cu + 2 H₂SO₄ (конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2 H₂O ]
CuSO₄ → Cu(OH)₂ (Сульфат меди(II) в гидроксид меди(II))
Превращение сульфата меди(II) в гидроксид меди(II) (Cu(OH)₂) происходит при действии раствора щелочи, например, гидроксида натрия (NaOH):
[ CuSO₄ + 2 NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ ]
Cu(OH)₂ → CuCl₂ (Гидроксид меди(II) в хлорид меди(II))
Последний шаг — превращение гидроксида меди(II) в хлорид меди(II) (CuCl₂). Для этого нужно провести реакцию с соляной кислотой (HCl):
[ Cu(OH)₂ + 2 HCl → CuCl₂ + 2 H₂O ]
Таким образом, последовательность химических реакций для выполнения данного превращения выглядит следующим образом:
- [ S + O₂ → SO₂ ]
- [ 2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃ ]
- [ SO₃ + H₂O → H₂SO₄ ]
- [ Cu + 2 H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O ]
- [ CuSO₄ + 2 NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄ ]
- [ Cu(OH)₂ + 2 HCl → CuCl₂ + 2 H₂O ]
Эти реакции иллюстрируют, как можно последовательно преобразовать серу (S) в хлорид меди(II) (CuCl₂) через указанные промежуточные соединения.