Лабораторный опыт №10, страница 138 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №10

Изучение свойств раствора хлороводородной кислоты

Цель работы: знать свойства кислоты.

Реактивы и оборудование: раствор соляной кислоты, щелочь (раствор), порошки железа, оксида кальция, раствор гидроксида кальция, карбонат кальция (порошок), пробирки.

Ход работы. Вспомните общие свойства кислот и качественную реакцию на $Cl^-$ анион. Проделайте соответствую щие реакции. Напишите полное ионное и сокращенные уравнения реакций. Сделайте выводы.

В ходе лабораторного опыта для изучения свойств раствора хлороводородной (соляной) кислоты были проведены следующие реакции:

1. Взаимодействие соляной кислоты с металлом (железом)

В пробирку с порошком железа (Fe) приливаем раствор соляной кислоты (HCl). Наблюдаем выделение пузырьков бесцветного газа (водорода) и растворение железа. Это свойство характерно для кислот, которые реагируют с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода.

Молекулярное уравнение:

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение:

$Fe^0 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Fe^{2+} + 2Cl^- + H_2^0 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^0 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2^0 \uparrow$

Ответ: Происходит реакция замещения с выделением водорода и образованием соли, хлорида железа(II).

2. Взаимодействие соляной кислоты с основным оксидом (оксидом кальция)

В пробирку с порошком оксида кальция (CaO), который является основным оксидом, добавляем раствор соляной кислоты. Наблюдаем растворение белого порошка. Реакция является экзотермической (пробирка нагревается). Образуются соль (хлорид кальция) и вода.

Молекулярное уравнение:

$CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$CaO + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$CaO + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O$

Ответ: Происходит реакция обмена с образованием растворимой соли и воды.

3. Взаимодействие соляной кислоты с основанием (гидроксидом кальция)

К раствору гидроксида кальция (Ca(OH)₂, известковая вода) добавляем раствор соляной кислоты. Эта реакция является реакцией нейтрализации. Если бы в растворе был индикатор (например, фенолфталеин), мы бы наблюдали его обесцвечивание. Продуктами реакции являются соль и вода.

Молекулярное уравнение:

$Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Ca^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

Ответ: Протекает реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода.

4. Взаимодействие соляной кислоты с солью слабой кислоты (карбонатом кальция)

В пробирку с порошком карбоната кальция (CaCO₃) приливаем раствор соляной кислоты. Наблюдаем бурную реакцию с выделением бесцветного газа без запаха (углекислого газа) и растворением осадка. Это происходит потому, что более сильная соляная кислота вытесняет более слабую и летучую угольную кислоту из её соли.

Молекулярное уравнение:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$CaCO_3(s) + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + CO_2 \uparrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$CaCO_3(s) + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + CO_2 \uparrow + H_2O$

Ответ: Происходит реакция обмена с выделением углекислого газа, так как соляная кислота сильнее угольной.

5. Качественная реакция на хлорид-ион (Cl⁻)

Для определения наличия хлорид-ионов в растворе соляной кислоты используется реакция с нитратом серебра (AgNO₃), который не указан в перечне, но является специфическим реактивом. При добавлении раствора нитрата серебра к раствору соляной кислоты выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра (AgCl).

Молекулярное уравнение:

$HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Полное ионное уравнение:

$H^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl \downarrow + H^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl \downarrow$

Ответ: Образование белого творожистого осадка при реакции с нитратом серебра является качественной реакцией на хлорид-ион.

Выводы

На основании проделанных опытов можно сделать вывод, что раствор хлороводородной (соляной) кислоты является типичной кислотой и проявляет следующие свойства:

1. Реагирует с активными металлами с выделением водорода.
2. Реагирует с основными оксидами с образованием соли и воды.
3. Вступает в реакцию нейтрализации с основаниями, образуя соль и воду.
4. Реагирует с солями более слабых кислот, вытесняя их.

Кроме того, была подтверждена качественная реакция на хлорид-ион $Cl^-$ с помощью иона серебра $Ag^+$.