Практическая работа №5, страница 149 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Практическая работа №5

Изучение химических свойств разбавленной серной кислоты и ее солей

Цель работы: знать общие и специфические свойства серной кислоты.

Ход работы. Вспомните общие для всех кислот свойства и проведите эти опыты с серной кислотой.

1) Действие разбавленной серной кислоты на индикаторы.

2) Проведите реакции разбавленной серной кислоты с оксидами, щелочами (гидроксидами) и солями.

Напишите уравнения реакций проведенных опытов.

Сделайте выводы.

1) Действие разбавленной серной кислоты на индикаторы.

Серная кислота ($H_2SO_4$) является сильной двухосновной кислотой. В водном растворе она диссоциирует на ионы, создавая кислую среду за счет избытка ионов водорода ($H^+$). Это свойство является общим для всех кислот и может быть обнаружено с помощью кислотно-основных индикаторов.

Уравнение диссоциации серной кислоты в разбавленном растворе (по первой ступени диссоциация практически полная, по второй – частичная):

$H_2SO_4 \rightleftharpoons H^+ + HSO_4^-$

$HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$

Суммарно: $H_2SO_4 \rightleftharpoons 2H^+ + SO_4^{2-}$

При добавлении разбавленной серной кислоты к растворам индикаторов будут наблюдаться следующие изменения окраски:

• Лакмус изменит свой цвет с фиолетового на красный.
• Метиловый оранжевый (метилоранж) изменит свой цвет с оранжевого на красный.
• Фенолфталеин останется бесцветным (в кислой и нейтральной среде он бесцветен).

Ответ: В растворе разбавленной серной кислоты лакмус и метилоранж приобретают красную окраску, а фенолфталеин остается бесцветным, что подтверждает наличие кислой среды.

2) Проведите реакции разбавленной серной кислоты с оксидами, щелочами (гидроксидами) и солями.

Разбавленная серная кислота проявляет все типичные свойства кислот, вступая в реакции с основными и амфотерными оксидами, основаниями (растворимыми и нерастворимыми) и солями.

Реакция с основным оксидом (на примере оксида меди(II)):

При добавлении к черному порошку оксида меди(II) ($CuO$) разбавленной серной кислоты и легком нагревании происходит растворение осадка и образование раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) голубого цвета.

$H_2SO_4 + CuO \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

Реакция со щелочью (на примере гидроксида натрия):

Это реакция нейтрализации. При добавлении серной кислоты к раствору гидроксида натрия ($NaOH$), в который предварительно добавлен фенолфталеин (раствор будет малинового цвета), происходит обесцвечивание раствора, так как образуется нейтральная соль и вода.

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Реакция с нерастворимым основанием (на примере гидроксида меди(II)):

Голубой осадок гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$) растворяется в серной кислоте с образованием раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) голубого цвета.

$H_2SO_4 + Cu(OH)_2 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

Реакция с солями:

Реакция протекает, если в результате образуется осадок, газ или более слабая кислота.

а) Образование осадка (качественная реакция на сульфат-ион). При взаимодействии с солями бария (например, хлоридом бария $BaCl_2$) выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария ($BaSO_4$), нерастворимый в кислотах.

$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

б) Выделение газа. При действии на карбонаты (например, карбонат натрия $Na_2CO_3$) происходит бурное выделение углекислого газа ($CO_2$).

$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ:

Уравнения проведенных реакций:

$H_2SO_4 + CuO \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

$H_2SO_4 + Cu(OH)_2 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Выводы:

В ходе практической работы были изучены и подтверждены на практике химические свойства разбавленной серной кислоты.

1. Разбавленная серная кислота обладает общими свойствами, характерными для сильных кислот: изменяет окраску индикаторов (лакмус и метилоранж становятся красными), реагирует с основными оксидами, основаниями (щелочами и нерастворимыми гидроксидами) и солями с образованием соли (сульфата) и воды (или другого продукта, например, газа).
2. Помимо общих свойств, серная кислота и ее соли (сульфаты) имеют специфическое свойство: они вступают в реакцию с растворимыми солями бария, образуя белый осадок сульфата бария ($BaSO_4$), нерастворимый в воде и сильных кислотах. Эта реакция является качественной для определения сульфат-иона ($SO_4^{2-}$) в растворе.

Ответ: Экспериментально подтверждено, что разбавленная серная кислота является типичной сильной кислотой, проявляющей все свойственные этому классу соединений химические свойства. Качественной реакцией на сульфат-ион является реакция с ионами бария ($Ba^{2+}$).