W probówce zmieszano roztwory CuSO4 i NaOH. Otrzymano niebieski osad, który po ogrzaniu zmienił barwę na czarną. Czarnym osadem jest
A. wodorotlenek miedzi(I)
B. wodorotlenek miedzi(II)
C. tlenek miedzi(I)
D. tlenek miedzi(II)
Czarnym osadem jest tlenek miedzi(II), czyli CuO. Najpierw po zmieszaniu roztworu CuSO₄ z NaOH zachodzi reakcja strąceniowa: CuSO₄ + 2 NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄. Powstający wodorotlenek miedzi(II), Cu(OH)₂, ma charakterystyczną niebieską barwę i właśnie dlatego na początku obserwuje się niebieski osad. Po ogrzaniu ten osad ulega rozkładowi termicznemu: Cu(OH)₂ → CuO + H₂O. Produktem stałym jest czarny tlenek miedzi(II). To jest klasyczna reakcja charakterystyczna dla jonów Cu²⁺ i moim zdaniem warto ją dobrze zapamiętać, bo często pojawia się w analizie jakościowej. W praktyce laboratoryjnej taka obserwacja barwy osadu i jej zmiany po ogrzewaniu pomaga potwierdzić obecność miedzi(II) w badanej próbce. Dobra praktyka jest taka, żeby ogrzewać probówkę ostrożnie, nie kierować jej wylotu na siebie ani na innych i obserwować zmianę barwy, a nie przegrzewać próbki bez potrzeby. Niebieski osad oznacza Cu(OH)₂, a czarny po ogrzaniu to już CuO.
W tej reakcji łatwo pomylić etap początkowy z produktem po ogrzaniu. Po dodaniu NaOH do roztworu CuSO₄ rzeczywiście powstaje wodorotlenek miedzi(II), Cu(OH)₂, i on jest niebieski. Gdyby pytanie dotyczyło osadu otrzymanego bez ogrzewania, taka odpowiedź byłaby sensowna. Ale tutaj ważna jest dalsza obserwacja: niebieski osad po ogrzaniu zmienia barwę na czarną, ponieważ Cu(OH)₂ rozkłada się termicznie do CuO i wody. Dlatego pozostawanie przy nazwie wodorotlenek miedzi(II) oznacza pominięcie drugiego etapu doświadczenia. Tlenek miedzi(I), Cu₂O, nie pasuje do opisu, bo ma zwykle barwę ceglastoczerwoną lub czerwonobrunatną, a nie czarną. Kojarzy się on raczej z próbami redukcyjnymi, na przykład z reakcją Trommera czy Fehlinga, gdzie Cu²⁺ jest redukowane do Cu⁺. Wodorotlenek miedzi(I) też nie jest właściwym wnioskiem, bo związki miedzi(I) są mniej trwałe w środowisku wodnym, a w tej prostej reakcji strąceniowej z CuSO₄ startujemy od jonów Cu²⁺. Typowy błąd myślowy polega na tym, że ktoś widzi słowo miedź i osad, a potem wybiera dowolny związek miedzi bez sprawdzenia stopnia utlenienia i barwy. W analizie jakościowej trzeba pilnować kolejności obserwacji: najpierw niebieski Cu(OH)₂, po ogrzaniu czarny CuO. To drobiazg, ale w laboratorium takie drobiazgi robią całą różnicę.