Страница 72 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Лабораторный опыт 1. Разложение основного карбоната меди(II) $CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2$

1) Поместите немного порошка основного карбоната меди(II) в пробирку и закройте её пробкой с газоотводной трубкой.

2) Проверьте герметичность собранного прибора. Для этого конец газоотводной трубки опустите в стакан с водой не глубже чем на 1 см, а пробирку зажмите в руке. Если при этом в воду выделяются пузырьки воздуха, то прибор собран герметично (объясните почему). Если пузырьки воздуха не выделяются, то необходимо проверить, прочно ли соединены отдельные детали прибора.

3) Закрепите пробирку в штативе так, как показано на рисунке 23 (донышко пробирки должно быть немного выше, чем её отверстие).

4) Конец газоотводной трубки опустите в стакан с известковой водой. Сначала обогрейте в пламени всю пробирку, а затем нагрейте её в том месте, где находится порошок. Цвет порошка из зелёного становится чёрным, на стенках пробирки появляются капельки воды, известковая вода мутнеет.

• Сравните свойства образовавшегося чёрного порошка с веществом, которое получилось при прокаливании медной пластинки, и сделайте вывод. Какой газ выделился в этом опыте?

Рис. 23. Разложение основного карбоната меди(II)

Проверка герметичности прибора (пункт 2)

Проверка герметичности основана на тепловом расширении воздуха. Когда пробирку зажимают в руке, тепло от ладони передается воздуху внутри пробирки. Согласно газовым законам, при нагревании газ расширяется, и его объем стремится увеличиться. Если прибор собран герметично, то есть не имеет щелей и утечек в соединениях, единственный путь для выхода расширяющегося воздуха — через газоотводную трубку. Попадая в стакан с водой, выходящий воздух образует пузырьки. Появление пузырьков свидетельствует о том, что система замкнута и воздух выходит только по предусмотренному пути. Если бы пузырьки не появлялись, это означало бы, что воздух находит выход через неплотные соединения, то есть прибор негерметичен.

Ответ: Прибор считается герметичным, потому что тепло руки нагревает воздух в пробирке, он расширяется и выходит через газоотводную трубку, образуя пузырьки в воде. Это доказывает отсутствие утечек в системе.

Сравнение свойств образовавшегося порошка и определение выделившегося газа

В ходе эксперимента при нагревании основного карбоната меди(II) $ (CuOH)_2CO_3 $ (вещество зелёного цвета) произошла химическая реакция разложения. Наблюдались следующие явления:

1. Изменение цвета порошка с зелёного на чёрный.
2. Появление капелек воды ($H_2O$) на холодных стенках пробирки.
3. Помутнение известковой воды при пропускании через неё выделившегося газа.

Сравнение и вывод:
Чёрный порошок, образовавшийся в результате реакции, — это оксид меди(II) ($CuO$). Если прокалить (сильно нагреть на воздухе) медную пластинку, она также покроется налётом чёрного цвета, который является оксидом меди(II), образовавшимся по реакции $2Cu + O_2 \xrightarrow{t} 2CuO$. Таким образом, вещество, полученное при разложении основного карбоната меди(II), и вещество, полученное при прокаливании меди, — это одно и то же соединение, оксид меди(II), обладающее одинаковыми свойствами (например, чёрным цветом).

Вывод: твёрдым продуктом разложения основного карбоната меди(II) является оксид меди(II).

Определение газа:
Выделившийся в ходе реакции газ пропустили через известковую воду (раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$). Наблюдаемое помутнение является качественной реакцией на углекислый газ ($CO_2$). Углекислый газ реагирует с гидроксидом кальция с образованием нерастворимого белого осадка — карбоната кальция ($CaCO_3$), который и вызывает помутнение.

Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Следовательно, выделившийся газ — это углекислый газ.

Общее уравнение реакции разложения основного карбоната меди(II):
$(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2CuO + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Образовавшийся чёрный порошок — это оксид меди(II) ($CuO$), то же самое вещество, которое образуется при прокаливании медной пластинки. В ходе опыта выделился углекислый газ ($CO_2$).