Лабораторный опыт 2, страница 71 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 1. Первоначальные химические понятия. Параграф 21. Типы химических реакций. Подумай, ответь, выполни... - страница 71.

Условие.

Лабораторный опыт 2. Реакция замещения меди железом

Налейте в пробирку (примерно на $1/4$ её объёма) раствор хлорида меди(II) и опустите в него очищенный железный гвоздь (или железные опилки): поверхность гвоздя покрывается медью, а цвет раствора поменяется со временем с голубого на зеленоватый.

🔵 Какие признаки свидетельствуют о том, что произошла химическая реакция? Как вы думаете, почему поменялся цвет раствора? Объясните эту реакцию с точки зрения атомно-молекулярного учения.

Решение.

Решение 2.

Какие признаки свидетельствуют о том, что произошла химическая реакция?

О том, что произошла химическая реакция, свидетельствуют следующие наблюдаемые признаки:

1. Изменение цвета поверхности железного гвоздя: на нем образуется налет красного цвета, который представляет собой металлическую медь. Это указывает на образование нового вещества.
2. Изменение цвета раствора: исходный голубой цвет раствора хлорида меди(II) постепенно сменяется на зеленоватый. Это говорит об изменении химического состава раствора.

Ответ: Признаками химической реакции являются образование осадка (меди на гвозде) и изменение цвета раствора.

Как вы думаете, почему поменялся цвет раствора?

Цвет раствора изменился, потому что изменился его ионный состав. Исходный голубой цвет был обусловлен присутствием в растворе гидратированных ионов меди(II) ($Cu^{2+}$). В ходе реакции железо вытесняет медь из раствора соли, и в растворе появляются гидратированные ионы железа(II) ($Fe^{2+}$), которые придают раствору зеленоватый оттенок. Концентрация ионов меди ($Cu^{2+}$) уменьшается, а концентрация ионов железа ($Fe^{2+}$) увеличивается, что и приводит к наблюдаемому изменению цвета с голубого на зеленоватый.

Ответ: Цвет раствора поменялся, так как ионы меди($Cu^{2+}$), придающие раствору голубой цвет, были заменены на ионы железа($Fe^{2+}$), придающие раствору зеленоватый цвет.

Объясните эту реакцию с точки зрения атомно-молекулярного учения.

С точки зрения атомно-молекулярного учения, химическая реакция представляет собой перегруппировку атомов с образованием новых веществ. В данном опыте происходит следующее:

1. Исходные вещества состоят из атомов железа ($\text{Fe}$), образующих кристаллическую решетку гвоздя, и ионов меди ($Cu^{2+}$) и хлорид-ионов ($Cl^{-}$), находящихся в водном растворе (вещество — хлорид меди(II) $CuCl_2$).

2. При контакте гвоздя с раствором атомы более активного металла — железа ($\text{Fe}$) — взаимодействуют с ионами менее активного металла — меди ($Cu^{2+}$).

3. Каждый атом железа отдает два электрона и превращается в положительно заряженный ион железа ($Fe^{2+}$), который переходит из гвоздя в раствор.

4. В это же время ион меди ($Cu^{2+}$) из раствора принимает два электрона и превращается в нейтральный атом меди ($\text{Cu}$). Атомы меди оседают на поверхности железного гвоздя, образуя красный налет.

Таким образом, атомы одного элемента (железа) замещают атомы другого элемента (меди) в его соединении. Хлорид-ионы ($Cl^{-}$) в реакции не участвуют и остаются в растворе.

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$Fe + CuCl_2 \rightarrow FeCl_2 + Cu$

Сокращенное ионное уравнение, показывающее суть процесса:

$Fe^0 + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu^0$

Ответ: Реакция заключается в том, что атомы железа отдают электроны ионам меди. В результате образуются ионы железа, переходящие в раствор, и атомы меди, оседающие на гвозде. Происходит перегруппировка частиц: атомы железа замещают ионы меди в растворе соли.