Номер 5, страница 76, часть III - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5. В склянках без этикеток находятся два черных порошка: оксид меди(II) ($CuO$) и активированный уголь. Как доказать, что в одной из склянок находится оксид меди(II)?

Решение

Для того чтобы различить два черных порошка — оксид меди(II) ($CuO$) и активированный уголь ($C$), — необходимо провести качественные химические реакции, основанные на различии их химических свойств. Оксид меди(II) является основным оксидом и будет реагировать с кислотами, в то время как активированный уголь (представляет собой аллотропную модификацию углерода) с кислотами при обычных условиях не взаимодействует.

Можно предложить несколько способов доказательства.

Способ 1. Взаимодействие с кислотами.

Это наиболее простой и наглядный способ. Нужно отобрать пробы из каждой склянки в отдельные пробирки и добавить к ним раствор сильной кислоты, например, серной ($H_2SO_4$) или соляной ($HCl$).

1. В пробирке, где находится оксид меди(II), черный порошок растворится (возможно, при небольшом нагревании), и раствор приобретет характерную окраску. В случае с серной кислотой раствор станет голубым из-за образования сульфата меди(II):

$$ CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O $$

В случае с соляной кислотой раствор станет зелено-голубым из-за образования хлорида меди(II):

$$ CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O $$

2. В пробирке с активированным углем видимых изменений не произойдет, так как уголь не реагирует с данными кислотами в этих условиях.

Таким образом, склянка, вещество из которой прореагировало с кислотой с образованием окрашенного раствора, содержит оксид меди(II).

Способ 2. Прокаливание (нагревание).

Можно нагреть образцы обоих порошков в пламени спиртовки или газовой горелки.

1. Активированный уголь при сильном нагревании на воздухе будет сгорать (окисляться кислородом воздуха), превращаясь в газообразный диоксид углерода. При этом масса порошка будет уменьшаться, вплоть до полного исчезновения.

$$ C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2 \uparrow $$

2. Оксид меди(II) — вещество термически устойчивое, и при прокаливании на воздухе с ним видимых изменений не произойдет.

Этот способ менее нагляден, чем первый, так как для подтверждения образования $CO_2$ требуется дополнительный эксперимент (например, пропускание газа через известковую воду), а сгорание угля может потребовать высокой температуры.

Ответ: Чтобы доказать наличие оксида меди(II) в одной из склянок, нужно добавить к образцам из обеих склянок раствор сильной кислоты (например, серной). В той склянке, где находится оксид меди(II), черный порошок растворится с образованием раствора голубого цвета. Активированный уголь с кислотой не прореагирует.