Лабораторный опыт 3, страница 70 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

Лабораторный опыт 3. Реакции обмена в растворах электролитов

1. Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида кальция и 1 мл раствора карбоната натрия. Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращённое ионные уравнения.

2. Налейте в пробирку 1 мл раствора карбоната натрия и аккуратно прилейте к нему несколько капель соляной кислоты. Что происходит? Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращённое ионные уравнения.

3. Налейте в пробирку 1 мл раствора гидроксида натрия, добавьте несколько капель фенолфталеина. Какова окраска раствора? Добавляйте соляную кислоту до полного исчезновения окраски. Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращённое ионные уравнения.

4. К раствору хлорида натрия прилейте раствор нитрата калия. Наблюдаются ли какие-либо изменения? Составьте полное ионное уравнение. Почему в данном случае реакция невозможна? Какие ионы находятся в растворе?

1. При сливании растворов хлорида кальция ($CaCl_2$) и карбоната натрия ($Na_2CO_3$) наблюдается образование белого творожистого осадка. Это происходит потому, что в результате реакции обмена образуется нерастворимая соль — карбонат кальция ($CaCO_3$).

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение (с учетом того, что $CaCl_2$, $Na_2CO_3$ и $NaCl$ — сильные электролиты и растворимы, а $CaCO_3$ — нерастворимый осадок):

$Ca^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение (получается путем сокращения одинаковых ионов в левой и правой частях полного ионного уравнения):

$Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow$

Ответ: наблюдается выпадение белого осадка. Уравнение реакции: $CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$. Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$. Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow$.

2. При добавлении соляной кислоты ($HCl$) к раствору карбоната натрия ($Na_2CO_3$) происходит бурная реакция с выделением пузырьков газа. Это углекислый газ ($CO_2$), который образуется в результате реакции обмена между солью и кислотой. Реакция идет, так как образуется слабый и неустойчивый электролит — угольная кислота ($H_2CO_3$), которая сразу же разлагается на воду и углекислый газ.

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение (с учетом того, что $Na_2CO_3$, $HCl$ и $NaCl$ — сильные электролиты, а $H_2O$ — слабый электролит, $CO_2$ — газ):

$2Na^{+} + CO_3^{2-} + 2H^{+} + 2Cl^{-} \rightarrow 2Na^{+} + 2Cl^{-} + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$2H^{+} + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: происходит выделение пузырьков газа (вскипание). Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$. Полное ионное уравнение: $2Na^{+} + CO_3^{2-} + 2H^{+} + 2Cl^{-} \rightarrow 2Na^{+} + 2Cl^{-} + H_2O + CO_2\uparrow$. Сокращенное ионное уравнение: $2H^{+} + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$.

3. Гидроксид натрия ($NaOH$) является щелочью. В щелочной среде индикатор фенолфталеин приобретает малиновую окраску.

При добавлении соляной кислоты ($HCl$) происходит реакция нейтрализации, в ходе которой щелочь реагирует с кислотой с образованием соли и воды. Когда вся щелочь прореагирует, среда в пробирке станет нейтральной, и малиновая окраска фенолфталеина исчезнет (в нейтральной и кислой средах он бесцветен).

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение (с учетом того, что $NaOH$, $HCl$ и $NaCl$ — сильные электролиты, а $H_2O$ — слабый электролит):

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: после добавления фенолфталеина раствор приобретает малиновую окраску. Уравнение реакции: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$. Полное ионное уравнение: $Na^{+} + OH^{-} + H^{+} + Cl^{-} \rightarrow Na^{+} + Cl^{-} + H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $H^{+} + OH^{-} \rightarrow H_2O$.

4. При смешивании растворов хлорида натрия ($NaCl$) и нитрата калия ($KNO_3$) никаких видимых изменений не наблюдается.

Реакция ионного обмена между этими солями невозможна. Условием протекания реакции ионного обмена до конца является образование осадка, газа или слабого электролита (например, воды). В данном случае все исходные вещества ($NaCl$, $KNO_3$) и все возможные продукты ($NaNO_3$, $KCl$) являются хорошо растворимыми в воде солями и сильными электролитами. Поэтому реакция не идет.

Полное ионное уравнение показывает, что в растворе просто находится смесь ионов:

$Na^{+} + Cl^{-} + K^{+} + NO_3^{-} \rightarrow Na^{+} + Cl^{-} + K^{+} + NO_3^{-}$

Сокращенное ионное уравнение составить нельзя, так как все ионы сокращаются. Это означает, что химического взаимодействия не происходит.

В итоговом растворе находятся ионы, из которых состояли исходные соли: ионы натрия ($Na^{+}$), ионы калия ($K^{+}$), хлорид-ионы ($Cl^{-}$) и нитрат-ионы ($NO_3^{-}$).

Ответ: видимых изменений не наблюдается. Полное ионное уравнение: $Na^{+} + Cl^{-} + K^{+} + NO_3^{-} \rightarrow Na^{+} + Cl^{-} + K^{+} + NO_3^{-}$. Реакция невозможна, так как все исходные вещества и возможные продукты являются сильными электролитами и хорошо растворимы, то есть не образуется осадок, газ или вода. В растворе находятся ионы $Na^{+}$, $Cl^{-}$, $K^{+}$, $NO_3^{-}$.