Мои химические исследования, страница 57 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Получение медного купороса.

«ПОМОЩНИК»

В химический стакан положите 1 ложку-дозатор порошка оксида меди(II) и влейте 10 мл раствора серной кислоты.

На кольцо штатива положите огнезащитную прокладку и поставьте на неё стакан с полученной смесью.

Под стакан поставьте горящую спиртовку, нагревайте смесь, помешивая стеклянной палочкой. Не доводите смесь до кипения!

Когда большая часть оксида меди(II) прореагирует, прекратите нагревание.

С помощью пипетки нанесите каплю полученного раствора на стеклянную пластинку и, держа её высоко над пламенем, выпарите воду.

В представленной инструкции описан лабораторный опыт по получению медного купороса (пентагидрата сульфата меди(II)) путём взаимодействия оксида меди(II) с серной кислотой. Ниже представлен развернутый анализ этого химического процесса.

В основе эксперимента лежит химическая реакция между основным оксидом — оксидом меди(II) ($CuO$) — и сильной кислотой — серной кислотой ($H_2SO_4$). В результате реакции образуется соль — сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — и вода ($H_2O$). Эта реакция относится к реакциям обмена, а также является реакцией нейтрализации, так как основный оксид нейтрализует кислоту.

Молекулярное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$CuO_{(тв)} + H_2SO_4{(р-р)} \rightarrow CuSO_4{(р-р)} + H_2O_{(ж)}$

где _(тв) — твердое вещество, _(р-р) — раствор, _(ж) — жидкость.

Ответ: Химический процесс описывается уравнением реакции обмена: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.

Каждый шаг в инструкции имеет своё конкретное назначение:

• Смешивание реагентов: В химический стакан помещают порошок оксида меди(II) (чёрного цвета) и раствор серной кислоты (бесцветная жидкость). Этот шаг инициирует химическую реакцию.
• Нагревание смеси: Реакция между оксидом меди(II) и разбавленной серной кислотой при комнатной температуре протекает медленно. Нагревание на спиртовке значительно увеличивает скорость реакции. Помешивание стеклянной палочкой обеспечивает равномерный прогрев и лучший контакт между реагентами. Предупреждение «Не доводите смесь до кипения!» необходимо для безопасности: при кипении возможны брызги горячей кислоты, что очень опасно.
• Завершение реакции: Нагревание прекращают, когда прореагирует большая часть оксида меди(II). Визуально это определяется по исчезновению черного порошка и образованию раствора характерного синего или голубого цвета.
• Выделение продукта: Нанесение капли раствора на стеклянную пластинку и последующее выпаривание воды — это способ доказать образование в растворе твёрдого вещества (соли) и получить небольшой его образец. Вода испаряется, а на стекле остаются кристаллы продукта. Выпаривание «высоко над пламенем» позволяет провести процесс медленно, что способствует образованию более крупных и правильных кристаллов и предотвращает разложение сульфата меди при сильном нагреве.

Ответ: Цель эксперимента — синтезировать сульфат меди(II). Нагревание и перемешивание ускоряют реакцию, а выпаривание позволяет выделить твёрдый продукт из раствора.

В ходе эксперимента наблюдаются следующие изменения:

1. Изначально в стакане находится гетерогенная смесь, состоящая из черного порошка оксида меди(II) и бесцветного раствора серной кислоты.
2. При нагревании черный порошок постепенно растворяется.
3. Раствор приобретает интенсивный сине-голубой цвет. Этот цвет обусловлен присутствием в растворе гидратированных ионов меди(II) — $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$.
4. После выпаривания воды из капли раствора на стеклянной пластинке образуется твёрдое вещество.

Конечным продуктом, который образуется при кристаллизации из водного раствора, является медный купорос. Это кристаллогидрат сульфата меди(II), имеющий химическую формулу $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Он представляет собой кристаллическое вещество ярко-синего цвета.

Ответ: В результате реакции черного оксида меди(II) и бесцветной серной кислоты образуется синий раствор сульфата меди(II), из которого при выпаривании воды кристаллизуется медный купорос — синие кристаллы состава $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.