Номер 6, страница 442 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Практикум. Практическая работа - номер 6, страница 442.

Условие.

Практическая работа 6. Получение медного купороса

Реактивы: оксид меди(II); серная кислота (20%-й раствор).

Оборудование и материалы: пробирка, химический стакан на 50 мл, стеклянная палочка, ложечка, лабораторный штатив, спиртовка, держатель для пробирок, воронка, фильтр или кусок фильтровальной бумаги, фарфоровая чашка.

1. Заполните пробирку на одну четверть выданным вам раствором серной кислоты. Поместите пробирку в держатель и аккуратно нагрейте раствор почти до кипения, сначала прогрев всю пробирку в пламени, а затем нагревая нижнюю часть пробирки. Следите, чтобы отверстие пробирки во время нагревания было направлено в сторону от вас и соседей. Насыпьте в пробирку немного порошка оксида меди(II). Перемешайте раствор стеклянной палочкой. Что вы наблюдаете? Прибавьте следующую порцию оксида меди и снова перемешайте. Добавляйте оксид меди в раствор до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Запишите уравнение реакции и наблюдения в тетрадь.

2. Отделите непрореагировавший оксид меди фильтрованием. Закрепите воронку на кольце штатива, носик её опустите в чистый химический стакан. Приготовьте фильтр и, пользуясь стеклянной палочкой, перенесите на него раствор сульфата меди.

3. Фильтрат перелейте в фарфоровую чашку и упарьте до появления плёнки на поверхности жидкости.

4. Поставьте раствор, находящийся в фарфоровой чашке, кристаллизоваться в сосуд со льдом. Выделившиеся кристаллы отфильтруйте. Дополнительное количество кристаллов может быть получено при испарении оставшегося раствора, из которого уже выделились кристаллы. Какой цвет имеют кристаллы медного купороса? При наличии в кабинете химии микроскопа рассмотрите форму кристаллов и зарисуйте их.

Решение.

Решение 2.

1. При добавлении порошка оксида меди(II) черного цвета к бесцветному раствору серной кислоты и последующем нагревании наблюдается постепенное растворение твердого вещества. Раствор при этом приобретает характерный ярко-голубой цвет. Это происходит из-за образования соли — сульфата меди(II), который в водном растворе существует в виде гидратированных ионов меди $Cu^{2+}$, придающих раствору голубую окраску. Реакцию проводят при избытке оксида меди(II) (добавляют до тех пор, пока он не перестает растворяться), чтобы гарантировать, что вся серная кислота прореагировала.
Уравнение реакции:
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

Ответ: При добавлении черного порошка оксида меди(II) к горячей серной кислоте он растворяется, а бесцветный раствор становится голубым. Уравнение реакции: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.

2. Для отделения избытка непрореагировавшего оксида меди(II) от полученного раствора сульфата меди(II) применяется метод фильтрования. Смесь пропускают через бумажный фильтр. Твердые частицы черного оксида меди(II) задерживаются на фильтре, а прозрачный голубой раствор сульфата меди(II) (фильтрат) проходит сквозь него и собирается в чистом химическом стакане.

Ответ: В результате фильтрования нерастворимый остаток оксида меди(II) черного цвета отделяется от голубого раствора сульфата меди(II).

3. Полученный после фильтрования раствор сульфата меди(II) (фильтрат) переливают в фарфоровую чашку и осторожно выпаривают на слабом огне. Цель этой операции — удалить часть воды, чтобы повысить концентрацию соли в растворе до состояния насыщения. Процесс выпаривания прекращают, когда на поверхности жидкости появляется тонкая пленка из кристалликов, что свидетельствует о достижении раствором состояния насыщения при данной температуре.

Ответ: В результате выпаривания части воды из фильтрата получают горячий насыщенный раствор сульфата меди(II).

4. Горячий насыщенный раствор охлаждают. При понижении температуры растворимость сульфата меди(II) уменьшается, и из раствора начинают выпадать кристаллы. Этот процесс называется кристаллизацией. Выпавшие кристаллы — это медный купорос, представляющий собой кристаллогидрат — пентагидрат сульфата меди(II) с формулой $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Кристаллы имеют насыщенный синий цвет. При рассмотрении под микроскопом можно увидеть, что они имеют форму косых параллелепипедов или ромбоидов (кристаллы триклинной сингонии). Выделившиеся кристаллы отделяют от оставшегося раствора (маточника) фильтрованием.

Ответ: Кристаллы медного купороса ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$) имеют ярко-синий цвет и форму ромбоидов или косых параллелепипедов.