Страница 240 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Лабораторный опыт № 40. Получение кремниевой кислоты и изучение её свойств

Получите углекислый газ способом, который вы использовали на прошлом уроке, и пропускайте его через раствор силиката натрия. Для приготовления такого раствора можно взять обычный канцелярский клей и разбавить его водой (к 1 мл клея прилейте 2—3 мл воды). Что наблюдаете? Сравните силу угольной и кремниевой кислот.

Закрепите пробирку с полученным загустевшим студнем в держателе, прилейте к нему концентрированный раствор щёлочи и нагревайте на пламени спиртовки. Что наблюдаете? Запишите уравнения проделанных реакций.

Получите углекислый газ способом, который вы использовали на прошлом уроке, и пропускайте его через раствор силиката натрия. Для приготовления такого раствора можно взять обычный канцелярский клей и разбавить его водой (к 1 мл клея прилейте 2—3 мл воды). Что наблюдаете? Сравните силу угольной и кремниевой кислот.

При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через разбавленный водный раствор канцелярского клея (который представляет собой раствор силиката натрия $Na_2SiO_3$) наблюдается помутнение раствора и образование объёмного бесцветного гелеобразного (студенистого) осадка.

Это явление объясняется тем, что углекислый газ при растворении в воде образует угольную кислоту ($H_2CO_3$). Угольная кислота является более сильной кислотой по сравнению с кремниевой кислотой ($H_2SiO_3$). В соответствии с правилом, более сильная кислота вытесняет более слабую из её соли. В данном случае угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из раствора силиката натрия. Образующаяся кремниевая кислота практически нерастворима в воде и выпадает в осадок в виде геля.

На основании этого эксперимента можно сделать вывод, что угольная кислота сильнее кремниевой кислоты.

Ответ: Наблюдается образование гелеобразного осадка. Угольная кислота сильнее кремниевой кислоты.

Закрепите пробирку с полученным загустевшим студнем в держателе, прилейте к нему концентрированный раствор щёлочи и нагревайте на пламени спиртовки. Что наблюдаете? Запишите уравнения проделанных реакций.

При добавлении к полученному студенистому осадку кремниевой кислоты ($H_2SiO_3$) концентрированного раствора щёлочи (например, гидроксида натрия $NaOH$) и последующем нагревании на пламени спиртовки наблюдается растворение осадка с образованием прозрачного, однородного раствора.

Растворение происходит потому, что кремниевая кислота, хоть и является слабой, проявляет кислотные свойства и вступает в реакцию нейтрализации с сильным основанием (щёлочью). В результате этой реакции образуется растворимая в воде соль — силикат натрия — и вода. Нагревание значительно ускоряет протекание этой реакции.

Уравнения проделанных реакций:

1. Получение кремниевой кислоты в результате пропускания углекислого газа через раствор силиката натрия:

$Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Na_2CO_3 + H_2SiO_3\downarrow$

2. Взаимодействие полученной кремниевой кислоты со щёлочью при нагревании:

$H_2SiO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2O$

(Также может подразумеваться уравнение реакции получения углекислого газа, которое использовалось на предыдущем уроке, например, взаимодействие мрамора с соляной кислотой: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$)

Ответ: При добавлении щёлочи и нагревании гелеобразный осадок растворяется. Уравнения реакций: $Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Na_2CO_3 + H_2SiO_3\downarrow$; $H_2SiO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2O$.