Лабораторный опыт №2, страница 41 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ № 2

Соотношение масс реагирующих веществ

На 2 ученика:

Реактивы: $0.5 \text{ M}$ растворы сульфата меди (II), гидроксида калия — 40 мл.

Оборудование: пробирки — 8 шт., штатив для пробирок — 1 шт., линейка — 1 шт., бюретки.

Каждая группа готовит восемь пробирок с $5 \text{ см}^3$ раствора гидроксида калия. Добавьте $0.5 \text{ см}^3$, $1.0 \text{ см}^3$ и т. д. (по возрастающей) раствора сульфата меди (II) в пробирки. Когда вещества полностью прореагируют, измерьте высоту осадка. Высота от $2.5 \text{ см}^3$ и выше показывает соотношение $1 : 2$. Напишите уравнение реакции и определите тип реакции.

Дано:

Концентрация раствора сульфата меди(II) $C(CuSO_4) = 0.5 \text{ М}$

Концентрация раствора гидроксида калия $C(KOH) = 0.5 \text{ М}$

Объем раствора гидроксида калия $V(KOH) = 5 \text{ см}^3$

Объем раствора сульфата меди(II) для полного взаимодействия $V_{стоих}(CuSO_4) = 2.5 \text{ см}^3$

Перевод в систему СИ:

$C(CuSO_4) = 0.5 \text{ моль/л} = 500 \text{ моль/м}^3$

$C(KOH) = 0.5 \text{ моль/л} = 500 \text{ моль/м}^3$

$V(KOH) = 5 \text{ см}^3 = 5 \times 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_{стоих}(CuSO_4) = 2.5 \text{ см}^3 = 2.5 \times 10^{-6} \text{ м}^3$

Найти:

Уравнение реакции - ?

Тип реакции - ?

Решение:

В лабораторном опыте происходит взаимодействие раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) с раствором гидроксида калия ($KOH$). В результате реакции образуется нерастворимый гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), который выпадает в осадок синего цвета, и растворимый сульфат калия ($K_2SO_4$), который остается в растворе.

1. Составление уравнения реакции.

Запишем исходные вещества и продукты реакции: $CuSO_4 + KOH \rightarrow Cu(OH)_2 + K_2SO_4$.

Чтобы сбалансировать уравнение, необходимо уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях. В правой части уравнения находятся два атома калия (в $K_2SO_4$) и две гидроксильные группы (в $Cu(OH)_2$). Следовательно, в левой части перед формулой $KOH$ необходимо поставить коэффициент 2.

Сбалансированное (стехиометрическое) уравнение реакции имеет вид:

$CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4$

Стрелка вниз ($\downarrow$) указывает на выпадение вещества в осадок.

Проверим правильность коэффициентов, используя данные из условия задачи. Молярное соотношение реагентов $CuSO_4$ и $KOH$ в уравнении составляет 1:2. Найдем количество вещества (моль) каждого из реагентов, вступивших в реакцию, по формуле $n = C \times V$:

Количество вещества $KOH$: $n(KOH) = 0.5 \text{ моль/л} \times 0.005 \text{ л} = 0.0025 \text{ моль}$.

Количество вещества $CuSO_4$: $n(CuSO_4) = 0.5 \text{ моль/л} \times 0.0025 \text{ л} = 0.00125 \text{ моль}$.

Соотношение количеств веществ: $\frac{n(KOH)}{n(CuSO_4)} = \frac{0.0025 \text{ моль}}{0.00125 \text{ моль}} = \frac{2}{1}$.

Расчетное соотношение (2:1) совпадает с коэффициентами в уравнении реакции. Это подтверждает, что на одну формульную единицу сульфата меди(II) требуется две формульные единицы гидроксида калия.

2. Определение типа реакции.

Данная реакция протекает между двумя сложными веществами (солью $CuSO_4$ и основанием $KOH$), которые обмениваются своими составными частями (катионами $Cu^{2+}$ и $K^+$ и анионами $SO_4^{2-}$ и $OH^-$). Такой тип химических реакций называется реакцией обмена.

Ответ: Уравнение реакции: $CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4$. Тип реакции — реакция обмена.