3, страница 120 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Практическая работа 7. Решение экспериментальных задач по теме «Основные классы неорганических соединений». Глава 3. Основные классы неорганических соединений - страница 120.

3. Идентификация кислоты. Используя необходимые реактивы, проведите реакции, подтверждающие качественный состав серной кислоты. Запишите уравнения реакций.

Решение

Идентификация серной кислоты ($H_2SO_4$) заключается в проведении качественных реакций на ионы, из которых она состоит: катионы водорода ($H^+$) и сульфат-анионы ($SO_4^{2-}$).

1. Обнаружение катионов водорода ($H^+$), определяющих кислотные свойства

Наличие ионов водорода доказывает принадлежность вещества к классу кислот. Это можно сделать несколькими способами.

Первый способ – с помощью индикаторов: при добавлении в раствор серной кислоты лакмуса он окрасится в красный цвет, а метилоранж – в розовый.

Второй способ – химической реакцией. Кислоты реагируют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с основными оксидами, основаниями и солями более слабых кислот. Характерной реакцией является взаимодействие с карбонатами, при котором выделяется углекислый газ. Проведем реакцию с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$). При добавлении раствора серной кислоты к карбонату натрия наблюдается бурное выделение бесцветного газа без запаха – углекислого газа ($CO_2$).

Уравнение реакции:
$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Обнаружение сульфат-анионов ($SO_4^{2-}$)

Это специфическая реакция, позволяющая отличить серную кислоту и ее соли (сульфаты) от других веществ. Качественным реактивом на сульфат-ион является растворимая соль бария, например, хлорид бария ($BaCl_2$).

При добавлении к раствору серной кислоты раствора хлорида бария выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария ($BaSO_4$), который не растворяется в сильных кислотах (например, в $HCl$ или $HNO_3$), что и подтверждает наличие сульфат-иона.

Уравнение реакции в молекулярном виде:
$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

Реакция в ионном виде, показывающая суть процесса:
Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

Ответ: Качественный состав серной кислоты подтверждается реакцией на ион водорода $H^+$ (например, с карбонатом натрия: $H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$) и качественной реакцией на сульфат-ион $SO_4^{2-}$ (с растворимой солью бария: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$).