Страница 108 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Лабораторный опыт. Взаимодействие кислот с цинком

В три пробирки налейте по 2–3 мл растворов серной, соляной и фосфорной кислот. В каждую из них добавьте гранулу цинка.

Что наблюдаете?

Какой газ выделяется?

Как доказать, что выделяющийся газ — водород?

В ходе данного лабораторного опыта рассматривается взаимодействие цинка с тремя различными кислотами: серной ($H_2SO_4$), соляной ($HCl$) и фосфорной ($H_3PO_4$). Цинк является металлом средней активности и стоит в ряду электрохимических напряжений металлов до водорода, что позволяет ему вытеснять водород из растворов кислот (предполагается, что используются разбавленные растворы кислот).

Что наблюдаете?

При добавлении гранулы цинка в каждую из пробирок с кислотами начинается химическая реакция. Основным видимым признаком реакции является выделение пузырьков газа с поверхности цинка. Интенсивность выделения газа зависит от силы кислоты. В пробирках с сильными кислотами, серной ($H_2SO_4$) и соляной ($HCl$), реакция протекает бурно. В пробирке с фосфорной кислотой ($H_3PO_4$), которая является кислотой средней силы, реакция идет заметно медленнее. Также наблюдается постепенное растворение гранулы цинка, а пробирки могут незначительно нагреться, так как реакции являются экзотермическими.

Ответ: Наблюдается выделение пузырьков газа с поверхности цинка, причем наиболее активно в пробирках с серной и соляной кислотами, и менее активно — с фосфорной. Гранула цинка постепенно растворяется.

Какой газ выделяется?

В результате реакции замещения между цинком и кислотой выделяется газообразный водород ($H_2$). Цинк, как более активный металл, вытесняет водород из кислоты, занимая его место и образуя соль.

Уравнения протекающих реакций:

С серной кислотой: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

С соляной кислотой: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

С фосфорной кислотой: $3Zn + 2H_3PO_4 \rightarrow Zn_3(PO_4)_2 + 3H_2 \uparrow$

Ответ: Выделяется водород ($H_2$).

Как доказать, что выделяющийся газ — водород?

Чтобы доказать, что выделяется именно водород, используют качественную реакцию — пробу с горящей лучинкой. Для этого нужно собрать выделяющийся газ в пробирку (расположив ее отверстием вниз над источником газа, так как водород легче воздуха) и поднести к отверстию пробирки зажженную лучинку. Смесь водорода с кислородом воздуха (гремучая смесь) при поджигании взрывается с характерным «лающим» хлопком. Этот хлопок однозначно указывает на наличие водорода.

Реакция горения водорода, которая вызывает хлопок: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$.

Ответ: Нужно поднести зажженную лучинку к отверстию пробирки, в которой происходит реакция или в которую собран газ. Характерный хлопок доказывает, что выделяющийся газ — водород.