Номер 4, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

4. С помощью какой химической реакции можно доказать, что в состав природных соединений кальция — известняка, мрамора, кальцита — входит карбонат этого металла? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

Чтобы доказать, что природные соединения кальция, такие как известняк, мрамор и кальцит, содержат в своем составе карбонат кальция ($CaCO_3$), необходимо провести качественную реакцию на карбонат-ион ($CO_3^{2-}$). Такой реакцией является взаимодействие с сильной кислотой, например, с соляной ($HCl$) или азотной ($HNO_3$).

При добавлении сильной кислоты к образцу породы (известняка, мрамора или кальцита) происходит бурная реакция с выделением бесцветного газа без запаха. Это "вскипание" или шипение обусловлено выделением углекислого газа ($CO_2$). Обнаружение углекислого газа является прямым доказательством наличия карбонат-ионов в исследуемом образце.

Ниже представлены уравнения реакции взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой в различных формах.

Уравнение реакции в молекулярной форме:

Оно показывает полные формулы всех реагентов и продуктов.

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

Уравнение реакции в полной ионной форме:

В этом уравнении сильные электролиты (сильные кислоты, растворимые соли) записаны в виде ионов, на которые они диссоциируют в растворе. Нерастворимые вещества (осадки), газы и слабые электролиты (например, вода) записываются в молекулярной форме.

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

Уравнение реакции в сокращенной ионной форме:

Это уравнение получается из полного ионного уравнения путем сокращения одинаковых ионов (так называемых "ионов-наблюдателей"), присутствующих в левой и правой частях. В данном случае это ионы хлора ($Cl^-$). Сокращенное ионное уравнение показывает суть химического превращения.

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

Ответ: Чтобы доказать наличие карбоната в известняке, мраморе или кальците, нужно подействовать на них сильной кислотой (например, $HCl$). Признаком реакции будет выделение углекислого газа ($CO_2$). Уравнения реакции:
Молекулярное: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$
Полное ионное: $CaCO_3 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + H_2O + CO_2 \uparrow$
Сокращенное ионное: $CaCO_3 + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O + CO_2 \uparrow$