1 вариант, страница 28 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №2

Соотношение масс реагирующих веществ

I вариант.

Цель: определить опытным путем соотношение масс реагирующих веществ, доказать правильность закона постоянства состава и закона сохранения масс.

Реактивы

1) раствор сульфата меди (0,5 моль/л).

2) раствор гидроксида натрия (0,5 моль/л).

Оборудование, посуда

1) бюретки (2)

2) 7 пробирок (для одной группы)

3) линейка

4) штативы

Ход работы

1. Налейте во все пробирки, закрепленные в штативах, по 5 мл раствора гидроксида натрия.

2. С помощью бюретки налейте определенные объемы раствора сульфата меди в таком порядке: 1 мл, 1,5 мл, 2 мл, 2,5 мл, 3 мл, 3,5 мл, 4 мл.

3. Через некоторое время в некоторых пробирках образуется осадок, и надо дать ему отстояться.

4. Заполните таблицу. Высота осадка будет измеряться линейкой.

N V p-pa NaOH (мл) V p-pa $CuSO_4$ (мл) h мм

1 5 1

2 5 1,5

3 5 2

4 5 2,5

5 5 3,0

6 5 3,5

7 5 4.0

Вопросы и задания:

1. Напишите уравнение реакции.

2. Какое объемное отношение растворов достаточно для образования осадка?

3. Определите массовые отношения исходных веществ.

4. Сделайте выводы: выполняется ли закон постоянства состава и закон сохранения масс.

1. Решение:

Ниже представлены упрощенные графические (структурные) формулы солей калия, показывающие порядок соединения атомов. Ионные связи между калием и остальной частью молекулы для наглядности показаны черточкой.

Сульфид калия ($K_2S$):

$K-S-K$

Сульфит калия ($K_2SO_3$):

$K-O-S(=O)-O-K$

Гидросульфит калия ($KHSO_3$):

$K-O-S(=O)-OH$

Сульфат калия ($K_2SO_4$):

$K-O-S(=O)_2-O-K$

Ответ: Графические формулы солей: сульфид калия: $K-S-K$; сульфит калия: $K-O-S(=O)-O-K$; гидросульфит калия: $K-O-S(=O)-OH$; сульфат калия: $K-O-S(=O)_2-O-K$.

2. Решение:

Оксид цинка ($ZnO$) является амфотерным оксидом, что означает его способность реагировать как с кислотами, так и с сильными основаниями. Он также вступает в реакцию с кислотными оксидами при нагревании. Из предложенного списка $ZnO$ будет взаимодействовать с $NaOH$, $H_2SO_4$ и $CO_2$.

1. Взаимодействие с гидроксидом натрия ($NaOH$), сильным основанием, в водном растворе с образованием комплексной соли:

$ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

2. Взаимодействие с серной кислотой ($H_2SO_4$), сильной кислотой, с образованием соли и воды:

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

3. Взаимодействие с оксидом углерода(IV) ($CO_2$), кислотным оксидом, с образованием соли (реакция обычно требует нагревания):

$ZnO + CO_2 \xrightarrow{t} ZnCO_3$

С сульфатом меди(II) ($CuSO_4$) и медью ($Cu$) оксид цинка в обычных условиях не взаимодействует.

Ответ: Оксид цинка ($ZnO$) взаимодействует с $NaOH$, $H_2SO_4$, $CO_2$. Уравнения реакций:

$ZnO + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

$ZnO + CO_2 \rightarrow ZnCO_3$

3. а)

Решение:

Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная кислота. Она реагирует с основаниями ($NaOH$), основными оксидами ($CaO$), солями слабых кислот ($Ca_3(PO_4)_2$) и активными металлами ($Mg$). Она не будет реагировать с веществами, имеющими схожие (кислотные) свойства, с которыми не происходит окислительно-восстановительной реакции или ионного обмена.

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$ (реагирует)

$3H_2SO_4 + Ca_3(PO_4)_2 \rightarrow 3CaSO_4\downarrow + 2H_3PO_4$ (реагирует)

$H_2SO_4 + Mg \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow$ (реагирует)

$H_2SO_4 + P_2O_5 \rightarrow$ не реагирует (оба вещества — сильные дегидратирующие агенты с кислотными свойствами)

$H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4 + H_2O$ (реагирует)

$H_2SO_4 + HClO_4 \rightarrow$ не реагирует (обе сильные кислоты)

Ответ: $H_2SO_4$ не взаимодействует с $P_2O_5$ и $HClO_4$.

б)

Решение:

Гидроксид калия ($KOH$) — сильное основание (щёлочь). Он реагирует с кислотами ($H_3PO_4$) и солями, если в результате образуется осадок или газ ($Pb(NO_3)_2, PbI_2$). Он не будет реагировать с другими основаниями или основными оксидами, а также с солями, если не выполняются условия для ионного обмена.

$KOH + Na_2CO_3 \rightarrow$ не реагирует (оба исходных вещества и возможные продукты $K_2CO_3, NaOH$ растворимы, нет движущей силы реакции)

$2KOH + PbI_2(s) \rightarrow Pb(OH)_2(s) \downarrow + 2KI$ (реагирует, т.к. $Pb(OH)_2$ менее растворим, чем $PbI_2$; в избытке щёлочи осадок растворится с образованием комплекса $K_2[Pb(OH)_4]$)

$KOH + CaO \rightarrow$ не реагирует (оба вещества имеют основные свойства)

$3KOH + H_3PO_4 \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O$ (реагирует, реакция нейтрализации)

$2KOH + Pb(NO_3)_2 \rightarrow Pb(OH)_2\downarrow + 2KNO_3$ (реагирует с образованием осадка)

Ответ: $KOH$ не взаимодействует с $Na_2CO_3$ и $CaO$.

4. Решение:

а) $P \rightarrow P_2O_5 \rightarrow H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4$

1. Горение фосфора в избытке кислорода:

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Растворение оксида фосфора(V) в воде:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

3. Нейтрализация ортофосфорной кислоты гидроксидом натрия для получения средней соли:

$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

Ответ:

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

б) $CuO \rightarrow CuCl_2 \rightarrow Cu(OH)_2 \rightarrow CuSO_4$

1. Реакция оксида меди(II) с соляной кислотой:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

2. Получение гидроксида меди(II) добавлением щёлочи к раствору соли меди:

$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

3. Реакция гидроксида меди(II) с серной кислотой:

$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

Ответ:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

в) $CaO \rightarrow Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2 \rightarrow CaSO_4$

1. Реакция оксида кальция с водой ("гашение извести"):

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

2. Нейтрализация гидроксида кальция соляной кислотой:

$Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

3. Получение сульфата кальция реакцией ионного обмена:

$CaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Ответ:

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

$Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

$CaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow CaSO_4\downarrow + 2NaCl$