Давайте решим химическую задачу и объясним её подробно.
Задача:
CuSO₄ + NaI = CuI + Na₂SO₄ + I₂
Это уравнение химической реакции. Нам нужно понять, что происходит, и сбалансировать её, если она не сбалансирована.
Шаг 1: Определение типа реакции
Данная реакция — это обменная реакция (замещение). В ней иодид натрия (NaI) замещает сульфат меди (CuSO₄), образуя йод и новые соединения.
Шаг 2: Записать формулы веществ
Все вещества в уравнении уже записаны правильно:
- CuSO₄ — сульфат меди (юкрем, вещество с медью + сульфат)
- NaI — иодид натрия
- CuI — йодид меди
- Na₂SO₄ — сульфат натрия
- I₂ — молекулярный йод
Шаг 3: Обозначить неизвестные коэффициенты
Обозначим коэффициенты:
a CuSO₄ + b NaI = c CuI + d Na₂SO₄ + e I₂
Теперь напишем уравнение для каждого элемента (закон сохранения веществ).
Шаг 4: Составляем систему уравнений
Медь (Cu):
На левой стороне — 1 атом Cu в CuSO₄, а на правой — c атомов в CuI
\[ 1 \times a = c \]
или
\[ a = c \]
Иод (I):
На левой стороне — b атомов I в NaI, на правой — c атомов I в CuI и 2 атома I в I₂
\[ b = c + 2e \]
Натрий (Na):
На левой — b Na, на правой — 2d Na в Na₂SO₄
\[ b = 2d \]
Сульфат (SO₄):
На обеих сторонах — a сульфата
\[ a = d \]
Шаг 5: Решение системы уравнений
Из уравнений:
- \( a = c \)
- \( b = c + 2e \)
- \( b = 2d \)
- \( a = d \)
Подставим \( a \) и \( d \):
- из (4): \( d = a \)
- из (3): \( b = 2a \)
- из (2): \( 2a = c + 2e \), а из (1): \( c = a \)
Итак:
\[ 2a = a + 2e \implies 2a - a = 2e \implies a = 2e \]
Теперь можно выбрать значение \( a \). Обычно берут наименьшее целое число, чтобы всё было целым.
Пусть \( a = 2 \), тогда:
- \( e = a/2 = 1 \)
- \( c = a = 2 \)
- \( b = 2a = 4 \)
- \( d = a = 2 \)
Итоговые коэффициенты:
- CuSO₄: 2
- NaI: 4
- CuI: 2
- Na₂SO₄: 2
- I₂: 1
Итоговое сбалансированное уравнение:
2 CuSO₄ + 4 NaI → 2 CuI + 2 Na₂SO₄ + I₂
Итоговое объяснение:
В результате реакции иодид натрия вытесняет медь из сульфата меди, образуя йод и новую соль — Na₂SO₄, а медь образует соединение с йодом — CuI. Баланс показывает, что для сохранения атомов на обеих сторонах уравнения необходимо использовать указанные коэффициенты.
Если нужно, я могу помочь с дополнительными вопросами по этой реакции!