Задача 4, страница 177 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Задача 4

Вариант I. Из имеющихся на столе реактивов получите несколькими способами сульфат меди(II).

Вариант II. В вашем распоряжении есть магний, оксид магния, гидроксид магния, соляная кислота. Сколькими способами вы сможете получить хлорид магния, используя эти реактивы? Подберите необходимое для эксперимента оборудование и получите хлорид магния.

Вариант I. Из имеющихся на столе реактивов получите несколькими способами сульфат меди(II).

Поскольку в условии не указан точный перечень реактивов, предположим, что на столе имеются типичные для химической лаборатории вещества, позволяющие получить сульфат меди(II): медь ($Cu$), оксид меди(II) ($CuO$), гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) и серная кислота ($H_2SO_4$).

Способ 1: Взаимодействие оксида меди(II) с серной кислотой.

Реакция обмена между основным оксидом и кислотой. В результате образуется соль и вода. Уравнение реакции:

$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

При добавлении серной кислоты к черному порошку оксида меди(II) он растворяется, и образуется раствор голубого цвета — сульфат меди(II).

Способ 2: Взаимодействие гидроксида меди(II) с серной кислотой.

Это реакция нейтрализации между основанием (нерастворимым) и кислотой с образованием соли и воды. Уравнение реакции:

$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

При добавлении серной кислоты к осадку гидроксида меди(II) (вещество голубого цвета) происходит его растворение и образование голубого раствора сульфата меди(II).

Способ 3: Взаимодействие меди с концентрированной серной кислотой.

Металлическая медь не реагирует с разбавленной серной кислотой, так как стоит в ряду активности металлов после водорода. Однако она вступает в окислительно-восстановительную реакцию с концентрированной серной кислотой при нагревании.

$Cu + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$

В ходе реакции выделяется сернистый газ ($SO_2$) с резким запахом, поэтому опыт необходимо проводить в вытяжном шкафу.

Ответ: Сульфат меди(II) можно получить тремя способами: взаимодействием серной кислоты с оксидом меди(II), гидроксидом меди(II) или металлической медью (в случае концентрированной кислоты).

Вариант II. В вашем распоряжении есть магний, оксид магния, гидроксид магния, соляная кислота. Сколькими способами вы сможете получить хлорид магния, используя эти реактивы? Подберите необходимое для эксперимента оборудование и получите хлорид магния.

Хлорид магния ($MgCl_2$) можно получить, используя имеющиеся реактивы, тремя способами. Все способы основаны на взаимодействии магния или его соединений с соляной кислотой.

Способ 1: Реакция магния с соляной кислотой.

Активный металл магний вступает в реакцию замещения с соляной кислотой, вытесняя водород. Реакция протекает бурно.

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$

Способ 2: Реакция оксида магния с соляной кислотой.

Основный оксид магния реагирует с кислотой, образуя соль и воду (реакция обмена).

$MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$

Способ 3: Реакция гидроксида магния с соляной кислотой.

Основание гидроксид магния вступает в реакцию нейтрализации с кислотой, в результате чего образуются соль и вода.

$Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$

Необходимое для эксперимента оборудование:

Для проведения реакций и получения раствора хлорида магния потребуются: пробирки или химические стаканы, штатив для пробирок, мерный цилиндр, шпатель для взятия твердых веществ, стеклянная палочка для перемешивания. Обязательно использование средств индивидуальной защиты: защитных очков и перчаток. Для выделения твердой соли из раствора дополнительно понадобятся: выпарительная чашка, спиртовка или электроплитка, штатив с кольцом и асбестированная сетка.

Получение хлорида магния (на примере реакции $MgO$ с $HCl$):

В химический стакан помещают небольшое количество порошка оксида магния с помощью шпателя. Затем осторожно, небольшими порциями, приливают соляную кислоту, постоянно перемешивая раствор стеклянной палочкой. Кислоту добавляют до тех пор, пока весь оксид магния не растворится, что свидетельствует о завершении реакции и образовании раствора хлорида магния. Для получения твердого хлорида магния (его кристаллогидрата $MgCl_2 \cdot 6H_2O$) полученный прозрачный раствор переливают в выпарительную чашку и осторожно выпаривают воду на слабом огне, не доводя до кипения.

Ответ: Используя данные реактивы, хлорид магния можно получить тремя способами: реакцией соляной кислоты с магнием, оксидом магния или гидроксидом магния.