Номер 2, страница 214 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Практическая работа. Практикум - номер 2, страница 214.

Условие.

Практическая работа 2.

Получение медного купороса

Медный купорос — пятиводный сульфат меди $CuSO_4 \cdot 5H_2O$ — в древности называли витриолом, так как крупные его кристаллы напоминают цветное синее стекло (лат. vitrum). В этой работе вы получите кристаллы медного купороса из оксида меди и серной кислоты. Обратите внимание, что многие соли меди и их водные растворы имеют синий цвет.

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.

Описание работы

1. Получение раствора сульфата меди (II). 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 сконцентрировав нагревание в нижней части 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 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. Фильтрование. 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. Упаривание фильтрата. Фильтрат перелейте в фарфоровую чашку и упарьте до появления плёнки на поверхности жидкости.

4. Кристаллизация медного купороса. 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. Получение раствора сульфата меди (II)

При добавлении черного порошка оксида меди (II) в горячую бесцветную серную кислоту происходит химическая реакция. Наблюдается постепенное растворение твердого вещества, и бесцветный раствор приобретает характерный ярко-синий цвет. Это связано с образованием гидратированных ионов меди (II) $Cu^{2+}(aq)$, которые имеют синюю окраску. Оксид меди добавляют порциями до тех пор, пока он не перестанет растворяться, это гарантирует, что вся кислота прореагировала.

Уравнение реакции, протекающей в пробирке:

$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

Ответ: Наблюдается растворение черного порошка оксида меди (II) и окрашивание раствора в синий цвет. Уравнение реакции: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.

2. Фильтрование

Фильтрование необходимо для отделения избытка непрореагировавшего оксида меди (II) от полученного раствора сульфата меди. Смесь пропускают через бумажный фильтр, установленный в воронке. Твердые черные частицы оксида меди (II) остаются на фильтре, а прозрачный синий раствор сульфата меди, называемый фильтратом, собирается в чистый стакан.

Ответ: Фильтрование позволяет очистить раствор сульфата меди от нерастворимого избытка оксида меди (II), в результате чего получается чистый синий фильтрат.

3. Упаривание фильтрата

Чистый фильтрат переливают в фарфоровую чашку и осторожно нагревают для испарения части воды. Цель этого процесса — увеличить концентрацию сульфата меди в растворе, то есть получить насыщенный раствор. Процесс останавливают, когда на поверхности жидкости при охлаждении небольшой пробы (например, на стеклянной палочке) появляется пленка из мелких кристалликов.

Ответ: Упаривание проводят для получения насыщенного раствора сульфата меди, из которого при охлаждении могут образоваться кристаллы.

4. Кристаллизация медного купороса

Горячий насыщенный раствор сульфата меди охлаждают. При понижении температуры растворимость сульфата меди (II) резко падает, и из раствора начинают выпадать кристаллы. Этот процесс называется кристаллизацией. В результате образуются кристаллогидраты — пентагидрат сульфата меди (II), также известный как медный купорос, формула которого $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

Кристаллы медного купороса имеют ярко-синий цвет.

При рассмотрении под микроскопом или невооруженным глазом (если кристаллы достаточно крупные) можно увидеть, что они имеют форму асимметричных параллелепипедов (или ромбоидов). Это характерно для кристаллов триклинной сингонии, к которой относится медный купорос.

Ответ: Кристаллы медного купороса имеют ярко-синий цвет. Их форма — асимметричные призмы или косые параллелепипеды, характерные для триклинной кристаллической системы.