Практическая работа 11, страница 427 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Химический практикум. Практическая работа 11. Решение экспериментальных задач по темам «Металлы» и «Неметаллы» - страница 427.

Условие.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 11

РЕШЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМАМ «МЕТАЛЛЫ» И «НЕМЕТАЛЛЫ»

Вариант 1

1. В три ёмкости помещены твёрдые вещества: хлорид натрия, хлорид калия и хлорид кальция. Опытным путём определите, где находится каждое вещество.

2. Экспериментально осуществите превращения:

$C \longrightarrow CO_2 \longrightarrow CaCO_3 \longrightarrow CaCl_2$

Вариант 2

1. Получите металлическую медь, используя цинк, оксид меди(II) и серную кислоту.

2. В три ёмкости налиты растворы: хлорид натрия, бромид калия и иодид калия. Химическим способом определите, где находится каждое вещество.

Вариант 3

1. В три ёмкости помещены твёрдые вещества: хлорид магния, хлорид кальция и хлорид бария. Опытным путём определите, где находится каждое вещество.

2. Опытным путём докажите, что в состав хлорида аммония входят ионы аммония $NH_4^+$ и хлорид-ионы $Cl^-$.

Вариант 4

1. Экспериментально осуществите превращения:

$CuO \longrightarrow CuCl_2 \longrightarrow Cu(OH)_2 \longrightarrow CuC$

2. В три ёмкости налиты растворы: хлорид бария, сульфат цинка и нитрат натрия. Определите, где находится каждое вещество.

Вариант 5

1. В одной ёмкости содержится сульфат магния, а в другой — гидрокарбонат кальция. Рассмотрите данные растворы как модели жёсткой воды и устраните её жёсткость.

2. В две ёмкости помещены твёрдые вещества: хлорид аммония и карбонат калия. Опытным путём определите, где находится каждое вещество.

Вариант 6

1. Экспериментально осуществите превращения:

$Zn \longrightarrow ZnCl_2 \longrightarrow Zn(OH)_2 \longrightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

2. В три ёмкости налиты растворы: карбонат натрия, сульфат цинка, фосфат калия. Определите, где находится каждое вещество.

Решение.

Решение 2.

1. В три ёмкости помещены твёрдые вещества: хлорид натрия, хлорид калия и хлорид кальция. Опытным путём определите, где находится каждое вещество.

Решение

Для определения каждого из веществ в трёх пронумерованных ёмкостях проведём следующие опыты. Все вещества (хлорид натрия $NaCl$, хлорид калия $KCl$ и хлорид кальция $CaCl_2$) представляют собой белые кристаллические порошки, растворимые в воде. Различить их можно по качественным реакциям на катионы $Na^+$, $K^+$ и $Ca^{2+}$.

Этап 1: Определение хлорида кальция.

Отберём из каждой ёмкости небольшие пробы веществ, поместим их в три отдельные пробирки и растворим в дистиллированной воде. Затем в каждую пробирку добавим несколько капель раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$).

Наблюдение: В одной из пробирок выпадет белый осадок. В двух других пробирках видимых изменений не произойдёт.

Вывод: Осадок – это карбонат кальция ($CaCO_3$). Следовательно, в пробирке, где он образовался, находился хлорид кальция.

Уравнение реакции:

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Этап 2: Определение хлорида натрия и хлорида калия.

Для распознавания оставшихся двух веществ (хлорид натрия и хлорид калия) воспользуемся методом окрашивания пламени. Возьмём чистую нихромовую (или платиновую) проволоку, прокалим её в пламени горелки до тех пор, пока она не перестанет окрашивать пламя.

Затем наберём на кончик проволоки немного кристаллов из одной из оставшихся ёмкостей и внесём в пламя горелки.

Наблюдение и вывод:

Если пламя окрашивается в интенсивный жёлтый цвет, то в ёмкости находится хлорид натрия ($NaCl$).

Проделаем то же самое с веществом из последней ёмкости. Если пламя окрашивается в фиолетовый (сиреневый) цвет, это указывает на присутствие ионов калия. Следовательно, это хлорид калия ($KCl$). Чтобы лучше разглядеть фиолетовый цвет, можно посмотреть на пламя через кобальтовое стекло, которое задерживает жёлтые лучи от возможных примесей натрия.

Ответ: Хлорид кальция определяется по выпадению белого осадка при реакции с раствором карбоната натрия. Хлорид натрия и хлорид калия различаются по цвету пламени, в которое вносят образец: ионы натрия окрашивают пламя в жёлтый цвет, а ионы калия – в фиолетовый.

2. Экспериментально осуществите превращения: C → CO₂ → CaCO₃ → CaCl₂

Решение

Для осуществления данной цепочки превращений выполним следующие действия:

1. $C \rightarrow CO_2$ (Получение диоксида углерода из углерода).

Реактивы и оборудование: уголь ($\text{C}$), спиртовка или газовая горелка, ложечка для сжигания, колба или газовый стакан.

Проведение опыта: Поместим кусочек угля в ложечку для сжигания и нагреем его в пламени докрасна. Затем внесём тлеющий уголёк в колбу. Уголь будет гореть, образуя газообразный диоксид углерода ($CO_2$).

Уравнение реакции: $C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$

2. $CO_2 \rightarrow CaCO_3$ (Получение карбоната кальция из диоксида углерода).

Реактивы и оборудование: колба с полученным $CO_2$, известковая вода (раствор $Ca(OH)_2$).

Проведение опыта: В колбу с диоксидом углерода прильём немного известковой воды. Плотно закроем колбу и встряхнём. Прозрачный раствор мутнеет из-за образования белого осадка нерастворимого карбоната кальция.

Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

3. $CaCO_3 \rightarrow CaCl_2$ (Получение хлорида кальция из карбоната кальция).

Реактивы и оборудование: колба с осадком $CaCO_3$, раствор соляной кислоты ($HCl$).

Проведение опыта: К полученному в колбе осадку карбоната кальция будем по каплям добавлять раствор соляной кислоты. Наблюдается «вскипание» – бурное выделение пузырьков газа ($CO_2$) и растворение белого осадка. В колбе остаётся прозрачный раствор хлорида кальция ($CaCl_2$).

Уравнение реакции: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Превращения осуществлены последовательным сжиганием угля в колбе, добавлением в ту же колбу известковой воды для получения осадка и последующим растворением этого осадка в соляной кислоте.