Номер 3, страница 154 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Практическая работа 3. Решение экспериментальных задач. Параграф 22. Получение и применение металлов. Коррозия металлов. Глава 5. Металлы и неметаллы - номер 3, страница 154.

Условие.

Задача 3

Используя известковую воду, получите карбонат кальция, а затем – гидрокарбонат кальция. Составьте схему превращений и проверьте её экспериментально.

Решение.

Решение 2.

Для выполнения задания необходимо осуществить ряд последовательных химических превращений, используя в качестве исходного реагента известковую воду — насыщенный водный раствор гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$).

Получение карбоната кальция, а затем – гидрокарбоната кальция

Сначала необходимо получить карбонат кальция ($CaCO_3$). Для этого через известковую воду пропускают углекислый газ ($CO_2$). В ходе реакции гидроксид кальция взаимодействует с оксидом углерода(IV), что приводит к образованию белого осадка карбоната кальция. Визуально это наблюдается как помутнение прозрачного раствора.

Уравнение реакции:

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

Далее, для получения гидрокарбоната кальция ($Ca(HCO_3)_2$) необходимо продолжить пропускание углекислого газа через полученную смесь. Нерастворимый карбонат кальция в присутствии воды и избытка $CO_2$ превращается в растворимую кислую соль — гидрокарбонат кальция. В результате осадок растворяется, и система вновь становится прозрачной.

Уравнение реакции:

$CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Ответ: Карбонат кальция получают реакцией $Ca(OH)_2$ с $CO_2$. Гидрокарбонат кальция получают последующей реакцией образовавшегося $CaCO_3$ с избытком $CO_2$ и водой.

Составление схемы превращений

На основании описанных выше реакций можно составить следующую схему (цепочку) превращений:

$Ca(OH)_2 \xrightarrow{+CO_2} CaCO_3 \xrightarrow{+CO_2, H_2O} Ca(HCO_3)_2$

Ответ: Схема превращений: $Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$.

Экспериментальная проверка

Для экспериментальной проверки данной схемы превращений можно использовать простое оборудование и доступные реагенты.

Оборудование и реагенты: пробирка или химический стакан, известковая вода, стеклянная трубка или пластиковая соломинка.

Порядок выполнения эксперимента:

1. В пробирку наливают небольшое количество прозрачной известковой воды.
2. Через трубку или соломинку в раствор аккуратно выдыхают воздух. Выдыхаемый воздух содержит углекислый газ (около 4%), который и будет вступать в реакцию.
3. Наблюдение 1: Практически сразу раствор мутнеет из-за образования нерастворимого карбоната кальция ($CaCO_3$). Это подтверждает первую стадию схемы.
4. Продолжают пропускать выдыхаемый воздух через помутневший раствор.
5. Наблюдение 2: Через некоторое время (обычно 1-2 минуты) муть исчезает, и раствор снова становится прозрачным. Это доказывает вторую стадию схемы: превращение нерастворимого $CaCO_3$ в растворимый $Ca(HCO_3)_2$.

Результаты эксперимента полностью подтверждают предложенную схему превращений.

Ответ: Эксперимент заключается в пропускании выдыхаемого воздуха через известковую воду. Наблюдаемое помутнение (образование $CaCO_3$) и последующее просветление раствора (образование $Ca(HCO_3)_2$) подтверждают правильность составленной схемы.