Номер 1, страница 75, часть III - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1. Как распознать по внешнему виду хлорид меди(II) и хлорид кальция, если они находятся в склянках без этикеток? Как доказать это химическими опытами?

Как распознать по внешнему виду хлорид меди(II) и хлорид кальция, если они находятся в склянках без этикеток?

Хлорид меди(II) и хлорид кальция можно легко различить по их внешнему виду, в частности, по цвету. Это связано с тем, что соединения переходных металлов (к которым относится медь) в большинстве своем окрашены, в то время как соединения щелочноземельных металлов (к которым относится кальций) обычно являются белыми.

• Хлорид меди(II) ($CuCl_2$): В безводном виде это кристаллический порошок коричневого цвета. Однако в лабораторных условиях чаще всего встречается его кристаллогидрат — дигидрат хлорида меди(II) ($CuCl_2 \cdot 2H_2O$), который представляет собой кристаллы характерного сине-зеленого цвета.
• Хлорид кальция ($CaCl_2$): Это белое кристаллическое вещество. Его кристаллогидраты ($CaCl_2 \cdot nH_2O$) также имеют белый цвет.

Следовательно, можно сделать предварительный вывод, что склянка с сине-зелеными кристаллами содержит хлорид меди(II), а склянка с белыми кристаллами — хлорид кальция.

Ответ: Хлорид меди(II) (в виде гидрата) представляет собой кристаллы сине-зеленого цвета, в то время как хлорид кальция — белые кристаллы. Их можно различить по этому цвету.

Как доказать это химическими опытами?

Чтобы экспериментально подтвердить состав веществ в каждой склянке, необходимо провести качественные реакции на катионы меди ($Cu^{2+}$) и кальция ($Ca^{2+}$). Эксперимент можно провести по следующему плану:

1. Растворение в воде. Отберем пробы веществ из каждой склянки и растворим их в воде в отдельных пробирках. Уже на этом этапе мы увидим различие:
   • Раствор хлорида меди(II) будет иметь синий или зеленый цвет (в зависимости от концентрации).
   • Раствор хлорида кальция будет бесцветным.
2. Проведение качественных реакций.
   • Тест на ион меди(II) ($Cu^{2+}$): К полученному окрашенному раствору добавим по каплям раствор щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$). В результате реакции выпадет объемистый студенистый осадок синего цвета — гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$).
     Уравнение реакции: $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$
   • Тест на ион кальция ($Ca^{2+}$): К бесцветному раствору добавим раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$). Образуется белый кристаллический осадок карбоната кальция ($CaCO_3$).
     Уравнение реакции: $CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$
3. Альтернативный способ подтверждения (пламенный тест). Этот метод является очень наглядным. Небольшое количество каждого кристаллического вещества вносят в пламя газовой горелки (например, на кончике чистой нихромовой или платиновой проволоки).
   • Пламя окрасится в ярко-зеленый или сине-зеленый цвет, что характерно для ионов меди.
   • Пламя окрасится в кирпично-красный цвет, что является качественной реакцией на ионы кальция.

Ответ: Для доказательства необходимо провести качественные реакции. При добавлении раствора щелочи ($NaOH$) к раствору хлорида меди(II) выпадает синий осадок $Cu(OH)_2$. При добавлении раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$) к раствору хлорида кальция выпадает белый осадок $CaCO_3$. Также можно провести пламенный тест: соли меди окрашивают пламя в зеленый цвет, а соли кальция — в кирпично-красный.