Лабораторный опыт №6, страница 154 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №6

Изучение свойств оксидов

Цель: знать и понимать классификацию и свойства оксидов.

Реактивы

Негашеная известь ($CaO$), красный фосфор, индикаторы, вода дистиллированная

Оборудование, посуда

Фарфоровая чашка, пробирки, железная ложка, спиртовка, коническая колба, спички

Взаимодействие воды с оксидами

а) с оксидом кальция:

Положите в фарфоровую чашку кусочек негашеной извести и осторожно залейте водой. Происходит ли реакция? Дайте отстояться, затем слейте раствор, разделив его на две пробирки, испытайте индикаторами. Дайте объяснение наблюдаемым явлениям. Напишите уравнение реакции.

б) с оксидом фосфора (V):

Набрав немного красного фосфора железной ложкой, держите на пламени спиртовки. Как только фосфор загорится, перенесите в коническую колбу. Колба заполнится белым дымом оксида фосфора. Налейте немного дистиллированной воды и перемешайте. Испытайте индикаторами. Напишите уравнение реакции.

1. В ходе практической работы происходят следующие химические реакции:

1) Получение углекислого газа путем взаимодействия мрамора (карбоната кальция) с соляной кислотой. Это реакция обмена, в результате которой образуются соль, вода и углекислый газ.

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

2) Горение магниевой ленты в атмосфере углекислого газа. Магний, будучи активным металлом, отбирает кислород у углерода. Это реакция замещения (а также окислительно-восстановительная).

$2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C$

3) Взаимодействие продуктов горения магния с соляной кислотой (п. 6). Из продуктов реакции горения магния (оксид магния $MgO$ и уголь $C$) с кислотой будет реагировать только оксид магния, так как это основный оксид. Уголь с разбавленной соляной кислотой не реагирует. Это реакция обмена.

$MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$

На дне стакана остается нерастворившийся черный порошок – уголь ($C$).

Ответ: Уравнения реакций: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$ (реакция обмена); $2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C$ (реакция замещения); $MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$ (реакция обмена).

2. Углекислый газ ($CO_2$) является оксидом неметалла (углерода в степени окисления +4). Он взаимодействует с водой с образованием слабой угольной кислоты ($H_2CO_3$), а также реагирует с основаниями и основными оксидами с образованием солей (карбонатов). Такие свойства характерны для кислотных оксидов.

Ответ: Углекислый газ ($CO_2$) относится к кислотным оксидам.

3. Собирать углекислый газ методом вытеснения воды нецелесообразно. Это связано с тем, что углекислый газ частично растворяется в воде и вступает с ней в химическую реакцию с образованием угольной кислоты: $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$. Из-за этой растворимости при сборе над водой будут происходить потери газа, и собрать его в полном объеме не удастся.

Ответ: Нет, нельзя, так как углекислый газ частично растворяется в воде и реагирует с ней.

4. Углекислый газ тяжелее воздуха. Это можно определить, сравнив их молярные массы. Молярная масса углекислого газа $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$. Средняя молярная масса воздуха составляет примерно $29 \text{ г/моль}$. Так как $44 > 29$, углекислый газ тяжелее воздуха.

В ходе практической работы это наблюдается на следующих этапах:

- Этап 2: Углекислый газ собирают в стаканы методом вытеснения воздуха. Газоотводную трубку опускают на дно стакана, и газ, будучи тяжелее воздуха, заполняет стакан снизу вверх, вытесняя более легкий воздух.

- Этап 4: Мы можем "перелить" углекислый газ из одного стакана в другой (в стакан с горящей ватой). Газ стекает вниз, подобно жидкости, вытесняет воздух (и кислород) из зоны горения, в результате чего пламя гаснет. Это самая наглядная демонстрация того, что углекислый газ тяжелее воздуха.

Ответ: Углекислый газ тяжелее воздуха. Это наблюдалось на этапе 2 (сбор газа в стакан) и на этапе 4 (переливание газа из одного стакана в другой, что привело к затуханию пламени).