Практическая работа 6, страница 419 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Химический практикум. Практическая работа 6. Получение солей различными способами. Исследование свойств солей - страница 419.

Условие.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 6

ПОЛУЧЕНИЕ СОЛЕЙ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СОЛЕЙ

Получение соли взаимодействием простых веществ.

1. На лист бумаги насыпьте немного железных опилок и рядом чуть-чуть порошка серы. Рассмотрите вещества в лупу, затем смешайте их и испытайте магнитом.

2. Приготовьте смесь из одной объёмной части железных опилок и двух частей порошка серы. Насыпьте смесь в пробирку. Нагрейте смесь на спиртовке до начала реакции и прекратите нагревание. Когда реакция закончится и пробирка остынет, разбейте её, удалите стекло и исследуйте образовавшееся вещество с помощью лупы и магнита.

Получение соли взаимодействием металла с кислотой.

1. В пробирку положите 1–2 магниевой стружки и добавьте немного разбавленной серной кислоты, чтобы металл был полностью покрыт. Наблюдайте энергичное выделение водорода. Когда металл растворится, пипеткой отберите несколько капель раствора и поместите на предметное стекло.

2. Выпарьте раствор на спиртовке. Получившиеся кристаллы сульфата магния рассмотрите под микроскопом.

Получение соли взаимодействием основного оксида и кислоты.

1. В пробирку налейте 1 мл разбавленной серной кислоты, добавьте 10–20 мг оксида меди($\text{CuO}$) и нагревайте пробирку на спиртовке до образования прозрачного голубого раствора сульфата меди($\text{CuSO}_4$).

2. Отберите раствор пипеткой и нанесите по две капли на два предметных стекла. Одно стекло осторожно нагрейте до появления кольца кристаллов. Другое стекло нагревайте до тех пор, пока кристаллы не потеряют голубой цвет и не образуется безводная соль сульфата меди($\text{CuSO}_4$). Образовавшиеся кристаллогидраты сульфата меди рассмотрите под микроскопом.

Получение соли взаимодействием кислоты с основанием.

1. В пробирку налейте 1 мл разбавленной соляной кислоты ($\text{HCl}$). На бумагу насыпьте немного порошка гидроксида бария ($\text{Ba(OH)}_2$) и малыми порциями добавляйте его к соляной кислоте. Каждый раз после добавления порошка раствор перемешивайте стеклянной палочкой и проверяйте характер среды, прикасаясь палочкой к универсальной индикаторной бумаге. Когда реакция среды станет нейтральной, добавление гидроксида бария ($\text{Ba(OH)}_2$) прекратите.

2. Несколько капель раствора нанесите на предметное стекло стеклянной палочкой и выпарьте на спиртовке. Образовавшиеся кристаллы хлорида бария ($\text{BaCl}_2$) рассмотрите под цифровым микроскопом.

Получение соли взаимодействием другой соли с кислотой.

В пробирку налейте 5–6 капель раствора хлорида бария ($\text{BaCl}_2$) и добавьте 5–6 капель разбавленной серной кислоты ($\text{H}_2\text{SO}_4$). Наблюдайте выпадение белого осадка сульфата бария ($\text{BaSO}_4$).

Взаимодействие двух солей.

1. В пробирку налейте 4–5 капель раствора хлорида натрия ($\text{NaCl}$), добавьте 4–5 капель раствора нитрата серебра($\text{AgNO}_3$). Наблюдайте образование белого осадка хлорида серебра($\text{AgCl}$).

2. В пробирку налейте 1 мл раствора хлорида кобальта($\text{CoCl}_2$) и добавьте насыщенный раствор гидрокарбоната натрия ($\text{NaHCO}_3$), чтобы образовался обильный розовый осадок карбоната кобальта ($\text{CoCO}_3$). Каплю получившегося над осадком раствора нанесите на предметное стекло и осторожно выпарьте воду над пламенем спиртовки. Когда предметное стекло остынет, рассмотрите ромбические кристаллы под микроскопом.

Получение кислой соли.

Прибор для получения газов закрепите в штативе и положите в него кусочки мела или мрамора. Откройте зажим и приливайте соляную кислоту ($\text{HCl}$) до соприкосновения с карбонатом, закройте зажим. Налейте в пробирку 2 мл гидроксида кальция ($\text{Ca(OH)}_2$) и опустите в неё конец газоотводной трубки от прибора для получения газов. Откройте зажим и пропускайте через раствор выделяющийся углекислый газ ($\text{CO}_2$). Наблюдайте, как раствор сначала мутнеет из-за образования карбоната кальция ($\text{CaCO}_3$), а затем появившийся осадок растворяется вследствие образования гидрокарбоната кальция ($\text{Ca(HCO}_3)_2$).

Получение основных солей.

1. В одну пробирку налейте 5–7 капель раствора хлорида меди($\text{CuCl}_2$), в другую – столько же хлорида кобальта($\text{CoCl}_2$). В пробирку внесите по 3 капли раствора гидроксида натрия ($\text{NaOH}$) и наблюдайте образование осадков основных солей. Запишите уравнения реакций.

2. К полученным осадкам по каплям добавьте избыток гидроксида натрия ($\text{NaOH}$) до образования гидроксида меди($\text{Cu(OH)}_2$) и гидроксида кобальта($\text{Co(OH)}_2$). После этого налейте избыток соляной кислоты ($\text{HCl}$) и вновь наблюдайте образование осадков основных солей. Запишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Получение соли взаимодействием простых веществ.
1. Изначально смесь железных опилок и порошка серы является неоднородной. Железные опилки можно извлечь из нее магнитом, так как железо сохраняет свои магнитные свойства. Сера — не магнитна.
2. При нагревании смеси железа с серой начинается бурная экзотермическая реакция (смесь раскаляется). После реакции образуется новое вещество — сульфид железа(II). Это твёрдое, хрупкое вещество тёмно-серого цвета, которое, в отличие от исходного железа, не притягивается магнитом. Это доказывает, что произошло химическое превращение и образовалось новое вещество с новыми свойствами.
Уравнение реакции:
$Fe + S \xrightarrow{t^\circ} FeS$
Ответ: При взаимодействии железа и серы при нагревании образуется сульфид железа(II), не обладающий магнитными свойствами. Уравнение реакции: $Fe + S \xrightarrow{t^\circ} FeS$.

Получение соли взаимодействием металла с кислотой.
1. При добавлении магния в разбавленную серную кислоту наблюдается энергичное выделение пузырьков газа — водорода. Магний, как активный металл, стоящий в ряду напряжений до водорода, вытесняет его из кислоты. Металл постепенно растворяется с образованием соли — сульфата магния.
Уравнение реакции:
$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$
2. При выпаривании раствора на спиртовке вода испаряется, и образуются бесцветные кристаллы сульфата магния.
Ответ: Магний реагирует с разбавленной серной кислотой с образованием растворимой соли сульфата магния и выделением водорода. Уравнение реакции: $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$.

Получение соли взаимодействием основного оксида и кислоты.
1. Оксид меди(II) ($CuO$) — это порошок чёрного цвета, нерастворимый в воде. При его добавлении в серную кислоту и нагревании он растворяется. Раствор при этом окрашивается в характерный голубой цвет, что свидетельствует об образовании ионов меди(II) в растворе, то есть о получении соли сульфата меди(II).
Уравнение реакции:
$CuO + H_2SO_4 \xrightarrow{t^\circ} CuSO_4 + H_2O$
2. При осторожном нагревании капель полученного раствора на предметном стекле образуется "кольцо кристаллов" синего цвета — это кристаллогидрат сульфата меди(II) ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$). При дальнейшем сильном прокаливании синие кристаллы теряют кристаллизационную воду, обесцвечиваются и превращаются в белый порошок безводного сульфата меди(II).
Ответ: Основный оксид меди(II) реагирует с серной кислотой с образованием сульфата меди(II) и воды. Раствор соли имеет голубой цвет. Уравнение реакции: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.

Получение соли взаимодействием кислоты с основанием.
1. При добавлении порошка гидроксида бария ($Ba(OH)_2$) к соляной кислоте ($HCl$) происходит реакция нейтрализации. Порошок растворяется. По мере добавления основания кислотная среда раствора (проверяемая индикаторной бумагой) сменяется на нейтральную. В результате реакции образуются соль хлорид бария и вода.
Уравнение реакции:
$Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O$
2. При выпаривании капли полученного нейтрального раствора на спиртовке образуются белые кристаллы хлорида бария.
Ответ: В результате реакции нейтрализации гидроксида бария соляной кислотой образуется растворимая соль хлорид бария и вода. Уравнение реакции: $Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O$.

Получение соли взаимодействием другой соли с кислотой.
При добавлении разбавленной серной кислоты к раствору хлорида бария наблюдается мгновенное выпадение плотного белого осадка сульфата бария ($BaSO_4$). Эта реакция является качественной реакцией на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) и ион бария ($Ba^{2+}$).
Уравнение реакции в молекулярном виде:
$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$
Ответ: Взаимодействие раствора хлорида бария с серной кислотой приводит к образованию нерастворимого белого осадка сульфата бария. Уравнение реакции: $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$.

Взаимодействие двух солей.
1. При смешивании раствора хлорида натрия ($NaCl$) с раствором нитрата серебра(I) ($AgNO_3$) наблюдается образование белого творожистого осадка хлорида серебра(I) ($AgCl$). Эта реакция является качественной реакцией на хлорид-ион ($Cl^-$).
Уравнение реакции:
$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$
2. При добавлении раствора гидрокарбоната натрия к раствору хлорида кобальта(II) образуется розовый осадок карбоната кобальта ($CoCO_3$).
Уравнение реакции:
$CoCl_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow CoCO_3\downarrow + 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
Ответ: Соли могут вступать в реакции обмена, если в результате образуется осадок. Примеры: $NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$; $CoCl_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow CoCO_3\downarrow + 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$.

Получение кислой соли.
При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через раствор гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$, известковая вода) сначала наблюдается помутнение раствора из-за образования нерастворимой средней соли — карбоната кальция ($CaCO_3$).
Уравнение реакции:
$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$
При дальнейшем пропускании избытка углекислого газа образовавшийся осадок растворяется. Это происходит потому, что средняя соль ($CaCO_3$) реагирует с угольной кислотой (образующейся при растворении $CO_2$ в воде) с образованием растворимой кислой соли — гидрокарбоната кальция ($Ca(HCO_3)_2$).
Уравнение реакции:
$CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$
Ответ: При пропускании $CO_2$ через $Ca(OH)_2$ сначала образуется осадок $CaCO_3$, который затем растворяется в избытке $CO_2$ с образованием кислой соли $Ca(HCO_3)_2$. Уравнения реакций: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$; $CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$.

Получение основных солей.
1. При добавлении небольшого количества (недостатка) раствора гидроксида натрия к растворам хлорида меди(II) и хлорида кобальта(II) образуются осадки основных солей: гидроксохлорида меди(II) (осадок голубовато-зеленого цвета) и гидроксохлорида кобальта(II) (осадок синего цвета).
Уравнения реакций:
$CuCl_2 + NaOH \rightarrow Cu(OH)Cl\downarrow + NaCl$
$CoCl_2 + NaOH \rightarrow Co(OH)Cl\downarrow + NaCl$
2. При добавлении к полученным осадкам избытка гидроксида натрия основные соли превращаются в соответствующие гидроксиды: гидроксохлорид меди(II) переходит в голубой осадок гидроксида меди(II), а гидроксохлорид кобальта(II) — в синий осадок гидроксида кобальта(II) (который со временем может порозоветь).
Уравнения реакций:
$Cu(OH)Cl + NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + NaCl$
$Co(OH)Cl + NaOH \rightarrow Co(OH)_2\downarrow + NaCl$
Далее, при добавлении к этим осадкам гидроксидов избытка соляной кислоты, они растворяются с образованием исходных средних солей.
Уравнения реакций:
$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$
$Co(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CoCl_2 + 2H_2O$
Ответ: При добавлении недостатка щелочи к растворам солей меди(II) и кобальта(II) образуются основные соли. В избытке щелочи они переходят в гидроксиды, которые, в свою очередь, растворяются в кислоте с образованием средних солей.