Практическая работа №2, страница 72 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Практическая работа 2

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ

1. В три пробирки налейте по 1–2 мл разбавленной соляной кислоты. В первую пробирку добавьте 1–2 капли раствора лакмуса, во вторую — 1–2 капли раствора метилового оранжевого, в третью — 1–2 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдаете? Объясните результаты.

2. В первую и вторую пробирки из первого опыта добавляйте по каплям гидроксид натрия до тех пор, пока лакмус не станет фиолетовым, метиловый оранжевый — оранжевым. Сделайте вывод и напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

3. В две пробирки налейте по 1–2 мл соляной кислоты. В одну поместите гранулу цинка, а в другую — кусочек медной проволоки (или стружки). Что наблюдаете? Объясните результаты. Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах и рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

4. В две пробирки налейте по 1–2 мл соляной кислоты. В первую добавьте на кончике шпателя оксид меди(II) и нагрейте её. Во вторую опустите кусочек карбоната кальция (мела или мрамора). Объясните результаты наблюдений. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

5. В пробирку налейте 1–2 мл раствора сульфата меди(II), добавьте 1–2 мл раствора гидроксида натрия. К полученному осадку добавляйте по каплям соляную кислоту до полного растворения осадка. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

6. В одну пробирку налейте 1–2 мл разбавленной соляной кислоты, в другую — 1–2 мл раствора хлорида натрия. В обе пробирки добавьте несколько капель раствора нитрата серебра. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

В пробирках наблюдаются следующие изменения:

• В первой пробирке с раствором лакмуса раствор окрашивается в красный цвет.
• Во второй пробирке с раствором метилового оранжевого раствор окрашивается в красный (розовый) цвет.
• В третьей пробирке с раствором фенолфталеина раствор остается бесцветным.

Объяснение: Соляная кислота ($HCl$) является сильной кислотой и в водном растворе диссоциирует на ионы: $HCl \leftrightarrow H^+ + Cl^-$. Наличие в растворе избытка ионов водорода ($H^+$) создает кислую среду (pH < 7), что и вызывает характерное изменение окраски кислотно-основных индикаторов.

Ответ: В пробирке с лакмусом раствор стал красным, с метилоранжем — красным, с фенолфталеином — остался бесцветным. Это доказывает наличие кислой среды, создаваемой соляной кислотой.

2. При добавлении по каплям раствора гидроксида натрия ($NaOH$) к соляной кислоте ($HCl$) происходит реакция нейтрализации. Когда вся кислота прореагирует, среда в пробирках становится нейтральной (pH ≈ 7), что фиксируется изменением цвета индикаторов: лакмус становится фиолетовым, а метиловый оранжевый — оранжевым.

Вывод: Кислоты реагируют с основаниями (щелочами), образуя соль и воду. Эта реакция называется реакцией нейтрализации.

Уравнение реакции в молекулярной форме:

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

Уравнение реакции в полной ионной форме:

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

Уравнение реакции в сокращенной ионной форме:

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

Ответ: При добавлении щёлочи кислота нейтрализуется, что подтверждается изменением цвета индикаторов до их нейтральной окраски. Суть реакции выражается уравнением: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$.

3. В пробирках наблюдаются следующие явления:

• В пробирке с гранулой цинка ($Zn$) наблюдается выделение пузырьков газа (водорода).
• В пробирке с медной проволокой ($Cu$) видимых изменений не происходит.

Объяснение: Результаты объясняются положением металлов в электрохимическом ряду напряжений. Цинк стоит в ряду до водорода, поэтому он способен вытеснять водород из раствора соляной кислоты. Медь стоит после водорода и не может вытеснить его из раствора кислоты.

Реакция с цинком:

Молекулярная форма: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Полная ионная форма: $Zn^0 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl^- + H_2^0 \uparrow$

Сокращенная ионная форма: $Zn^0 + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2^0 \uparrow$

Окислительно-восстановительный процесс:

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$ (Цинк — восстановитель, процесс окисления)

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (Ионы водорода — окислитель, процесс восстановления)

Реакция с медью: $Cu + HCl \rightarrow$ реакция не идет.

Ответ: В пробирке с цинком выделяется газ (водород), а с медью реакция не идет. Это показывает, что с соляной кислотой реагируют только металлы, стоящие в ряду активности до водорода.

4. В пробирках наблюдаются следующие явления:

• В первой пробирке черный порошок оксида меди(II) ($CuO$) при нагревании растворяется, и раствор приобретает голубовато-зеленый цвет. Это результат реакции основного оксида с кислотой с образованием соли (хлорида меди(II)) и воды.
• Во второй пробирке кусочек карбоната кальция ($CaCO_3$) растворяется с бурным выделением пузырьков газа (углекислого газа). Это результат реакции сильной кислоты (соляной) с солью более слабой и летучей кислоты (угольной).

Реакция с оксидом меди(II):

Молекулярная форма: $CuO + 2HCl \xrightarrow{t} CuCl_2 + H_2O$

Сокращенная ионная форма: $CuO + 2H^+ \xrightarrow{t} Cu^{2+} + H_2O$

Реакция с карбонатом кальция:

Молекулярная форма: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

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

Ответ: В первой пробирке оксид меди(II) растворяется с образованием голубого раствора, во второй карбонат кальция растворяется с выделением газа. Это демонстрирует взаимодействие кислоты с основными оксидами и солями летучих кислот.

5. Эксперимент проходит в два этапа:

1. При смешивании раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) и гидроксида натрия ($NaOH$) образуется голубой студенистый осадок гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$).

Молекулярная форма: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Сокращенная ионная форма: $Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$

2. При добавлении к осадку соляной кислоты ($HCl$) он растворяется, и образуется прозрачный раствор голубовато-зеленого цвета. Это реакция нерастворимого основания с кислотой.

Молекулярная форма: $Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

Сокращенная ионная форма: $Cu(OH)_2(s) + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2H_2O$

Ответ: Образуется голубой осадок гидроксида меди(II), который затем растворяется в соляной кислоте. Это пример получения нерастворимого основания и его последующей реакции с кислотой.

6. В обеих пробирках при добавлении раствора нитрата серебра ($AgNO_3$) наблюдается образование белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$).

Объяснение: И соляная кислота ($HCl$), и хлорид натрия ($NaCl$) в водном растворе являются источниками хлорид-ионов ($Cl^-$). Эти ионы реагируют с ионами серебра ($Ag^+$) из раствора нитрата серебра, образуя нерастворимое соединение — хлорид серебра. Данная реакция является качественной реакцией на хлорид-ион.

Реакция в первой пробирке (с $HCl$):

Молекулярная форма: $HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Реакция во второй пробирке (с $NaCl$):

Молекулярная форма: $NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3$

Суть обоих процессов отражает одно и то же сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: В обеих пробирках выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$), так как и соляная кислота, и ее соль хлорид натрия содержат хлорид-ионы. Это качественная реакция на хлорид-ион.