Мои химические исследования, страница 77 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение свойств гидроксидов элементов III периода.

«ПОМОЩНИК»

В выданных вам пробирках находятся гидроксиды элементов III периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:

натрия;

магния;

алюминия;

фосфора;

серы.

Опытным путём определите характер каждого из гидроксидов.

Для определения химического характера гидроксидов элементов III периода, необходимо провести ряд экспериментов. В III периоде находятся элементы: натрий (Na), магний (Mg), алюминий (Al), фосфор (P), сера (S). Их высшие гидроксиды соответственно: $NaOH$, $Mg(OH)_2$, $Al(OH)_3$, $H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота), $H_2SO_4$ (серная кислота). Общая закономерность периодической системы гласит, что в периоде слева направо основные свойства гидроксидов ослабевают, а кислотные усиливаются.

Экспериментальная проверка заключается в определении отношения каждого гидроксида к воде (растворимость), к индикаторам, к кислотам и щелочам.

Гидроксид натрия ($NaOH$) — твёрдое вещество, хорошо растворимое в воде. Его водный раствор прозрачен и бесцветен. Для определения его характера используем универсальный индикатор или лакмусовую бумагу.

Опыт: Помещаем в пробирку с раствором гидроксида натрия лакмусовую бумажку.

Наблюдение: Лакмус окрашивается в синий цвет, что свидетельствует о сильнощелочной среде ($pH > 7$).

Вывод: Гидроксид натрия является сильным основанием, щёлочью.

Ответ: Гидроксид натрия ($NaOH$) — сильное основание (щёлочь).

Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) — белое кристаллическое вещество, практически нерастворимое в воде, поэтому в пробирке он будет в виде осадка. Для определения его характера проверим его взаимодействие с сильной кислотой.

Опыт: К осадку гидроксида магния в пробирке добавляем раствор сильной кислоты, например, соляной ($HCl$).

Наблюдение: Происходит растворение осадка и образование прозрачного раствора.

Уравнение реакции: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$.

Вывод: Взаимодействие с кислотой доказывает, что гидроксид магния проявляет основные свойства. Он не реагирует со щелочами.

Ответ: Гидроксид магния ($Mg(OH)_2$) — основание.

Гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) — нерастворимый в воде осадок белого цвета, имеющий студенистую (гелеобразную) структуру. Для определения его характера нужно доказать его способность реагировать как с кислотами, так и со щелочами.

Опыт: Разделим осадок гидроксида алюминия на две пробирки. В первую добавим раствор сильной кислоты (например, $HCl$), а во вторую — раствор щёлочи (например, $NaOH$).

Наблюдение: Осадок растворяется в обеих пробирках.

Уравнения реакций:

1. Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств): $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$.

2. Взаимодействие со щёлочью (проявление кислотных свойств): $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$ (образуется растворимый комплекс тетрагидроксоалюминат натрия).

Вывод: Способность реагировать и с кислотами, и со щелочами характеризует гидроксид алюминия как амфотерный.

Ответ: Гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) — амфотерный гидроксид.

Высшему оксиду фосфора $P_2O_5$ соответствует гидроксид — ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$). Это растворимое в воде вещество, его раствор бесцветен. Характер этого соединения можно определить с помощью индикатора.

Опыт: В пробирку с раствором ортофосфорной кислоты опускаем синюю лакмусовую бумажку.

Наблюдение: Лакмус изменяет свой цвет на красный, что указывает на наличие кислой среды ($pH < 7$).

Вывод: Гидроксид фосфора(V) является кислотой.

Ответ: Гидроксид фосфора (ортофосфорная кислота, $H_3PO_4$) — кислота.

Высшему оксиду серы $SO_3$ соответствует гидроксид — серная кислота ($H_2SO_4$). Это сильная кислота, её раствор также бесцветен. Её характер легко определяется с помощью индикатора.

Опыт: В пробирку с раствором серной кислоты опускаем синюю лакмусовую бумажку.

Наблюдение: Лакмус немедленно окрашивается в ярко-красный цвет, что свидетельствует о сильнокислой среде ($pH << 7$).

Вывод: Гидроксид серы(VI) является сильной кислотой.

Ответ: Гидроксид серы (серная кислота, $H_2SO_4$) — сильная кислота.