Страница 55 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Лабораторный опыт 10

В пробирку налейте 2 мл раствора пероксида водорода. Видимых изменений не наблюдается. Возьмите небольшое количество оксида марганца(IV) и насыпьте его в пробирку с раствором пероксида водорода. Что наблюдаете? Внесите в пробирку тлеющую лучинку. Что наблюдаете? Какие признаки и условия протекания химической реакции иллюстрирует этот эксперимент?

С помощью эксперимента познакомимся с ещё одним типом химических реакций.

Решение

Что наблюдаете?

После добавления в пробирку с раствором пероксида водорода ($H_2O_2$) небольшого количества порошка оксида марганца(IV) ($MnO_2$) наблюдается бурная реакция. Из раствора интенсивно выделяются пузырьки газа, создавая впечатление "вскипания" жидкости. Черный порошок оксида марганца(IV) при этом не растворяется.

Ответ: Наблюдается бурное выделение газа.

Что наблюдаете?

Если внести в пробирку, где идет реакция, тлеющую лучинку, она ярко вспыхивает. Это является качественной реакцией, доказывающей, что выделяющийся газ — кислород ($O_2$), так как кислород активно поддерживает горение.

Ответ: Тлеющая лучинка ярко вспыхивает.

Какие признаки и условия протекания химической реакции иллюстрирует этот эксперимент?

Этот эксперимент наглядно иллюстрирует следующие аспекты химических реакций:
Признаки химической реакции:
- Выделение газа. Образование пузырьков кислорода является прямым свидетельством того, что произошла химическая трансформация и образовалось новое вещество.
- Выделение тепла. Реакция разложения пероксида водорода является экзотермической, то есть протекает с выделением теплоты, что можно заметить по нагреванию пробирки.
Условия протекания химической реакции:
- Участие катализатора. В обычных условиях пероксид водорода разлагается очень медленно. Оксид марганца(IV) выступает в роли катализатора — вещества, которое значительно ускоряет реакцию, но само в процессе не расходуется. Это демонстрирует, что скорость многих реакций можно контролировать с помощью катализаторов.
Уравнение данной химической реакции:
$$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$$
Эта реакция относится к типу реакций разложения, так как из одного сложного вещества (пероксид водорода) образуется два более простых вещества (вода и кислород).

Ответ: Эксперимент иллюстрирует признаки химической реакции (выделение газа, выделение тепла) и условие ее протекания (действие катализатора, оксида марганца(IV), ускоряющего реакцию).

Лабораторный опыт 11

В пробирку налейте 2—3 мл раствора медного купороса и опустите в неё стальную кнопку или скрепку. Что наблюдаете?

Признаком этой реакции является появление красного налёта меди на поверхности стального изделия.

Вы провели реакцию, которая относится к реакциям замещения.

Уравнение этой реакции:

$CuSO_4 + Fe = FeSO_4 + Cu$

Реакцию замещения между натрием и водой продемонстрирует учитель (рис. 39). Уравнение этой реакции:

$2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow$

Проанализируем оба уравнения и выделим признаки реакций замещения:

• в реакцию вступают два вещества — простое и сложное;

• атомы простого вещества замещают атомы элемента в сложном веществе;

• в результате реакции образуются также два вещества — новое простое и новое сложное.

Рис. 39. Взаимодействие натрия с водой

При опускании стальной скрепки в пробирку с раствором медного купороса можно наблюдать характерные признаки химической реакции.

На поверхности стальной скрепки, погруженной в раствор, появляется рыхлый налёт красного цвета. Этот налёт представляет собой металлическую медь ($Cu$), которая восстановилась из раствора.

Одновременно голубая окраска раствора медного купороса ($CuSO_4$) постепенно бледнеет. Это происходит из-за того, что ионы меди ($Cu^{2+}$), которые и придают раствору синий цвет, расходуются в ходе реакции. Взамен в растворе накапливаются ионы железа(II), образуя соль сульфат железа(II) ($FeSO_4$), раствор которой имеет бледно-зелёный цвет.

Эти явления объясняются протеканием реакции замещения. Железо ($Fe$), основной компонент стали, является более активным металлом, чем медь ($Cu$), и вытесняет её из раствора соли. Атомы железа окисляются и переходят в раствор в виде ионов $Fe^{2+}$, а ионы меди $Cu^{2+}$ восстанавливаются до металлической меди, которая оседает на поверхности более активного металла — железа.

Уравнение этой реакции:

$CuSO_4 + Fe = FeSO_4 + Cu$

Таким образом, в реакцию вступают простое вещество (железо) и сложное вещество (сульфат меди(II)), а в результате образуются новое простое вещество (медь) и новое сложное вещество (сульфат железа(II)), что является определением реакции замещения.

Ответ: Наблюдается появление красного налёта меди на поверхности стальной скрепки и постепенное ослабление голубой окраски раствора медного купороса.