Страница 39 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Лабораторный опыт 19

Поместите в пробирку кусочек меди. Прилейте 2–3 мл соляной кислоты. Что наблюдаете?

Решение:

Для определения возможности протекания реакции между металлом и кислотой необходимо обратиться к электрохимическому ряду активности металлов. Металлы, расположенные в этом ряду левее водорода (H), способны вытеснять его из растворов кислот-неокислителей (к которым относится соляная кислота). Металлы, стоящие правее водорода, не вступают в такую реакцию.

Медь ($Cu$) в ряду активности металлов находится правее водорода:

... $Zn$ ... $Fe$ ... $Pb$ ... (H) ... $Cu$ ... $Ag$ ... $Au$ ...

Это означает, что медь является менее активным металлом, чем водород, и не может вытеснить его из соляной кислоты ($HCl$). Поэтому химическая реакция между ними не происходит.

$Cu$ + $HCl$ $\rightarrow$ реакция не идет.

В результате эксперимента мы будем наблюдать, что кусочек меди (металл красновато-розового цвета) лежит на дне пробирки в бесцветном прозрачном растворе соляной кислоты. Никаких видимых изменений, таких как выделение пузырьков газа, растворение металла или изменение окраски раствора, не произойдет.

Ответ: При помещении кусочка меди в соляную кислоту видимых признаков химической реакции не наблюдается. Медь не растворяется, газ не выделяется.

Лабораторный опыт 20

Поместите в пробирку кусочек свинца и прилейте 2–3 мл раствора серной кислоты. Что наблюдаете?

Решение

При добавлении раствора серной кислоты к свинцу начинается химическая реакция. Свинец (Pb) — это металл, стоящий в ряду активности металлов до водорода, поэтому он способен вытеснять водород из разбавленных кислот, таких как серная кислота ($H_2SO_4$).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:
$Pb + H_2SO_4 \rightarrow PbSO_4\downarrow + H_2\uparrow$

В ходе этой реакции образуются два продукта:
1. Сульфат свинца(II) ($PbSO_4$) — это нерастворимая в воде соль белого цвета. Она образуется непосредственно на поверхности кусочка свинца в виде плотной пленки (осадка).
2. Водород ($H_2$) — это газ без цвета и запаха. Его выделение можно наблюдать в виде пузырьков.

Поскольку образующийся сульфат свинца(II) нерастворим, он создает на поверхности металла защитную пленку, которая препятствует дальнейшему контакту свинца с кислотой. Этот процесс называется пассивацией металла. В результате реакция, начавшись, очень быстро прекращается.

Ответ: Наблюдается кратковременное, слабое выделение пузырьков газа на поверхности свинца, после чего металл покрывается белым налетом, и реакция прекращается.

Лабораторный опыт 21

В три пробирки налейте по 2 мл раствора карбоната натрия. Затем осторожно добавьте в каждую пробирку по 2–3 капли кислот: в первую пробирку — соляную кислоту, во вторую — раствор серной кислоты, в третью — раствор азотной кислоты. Что наблюдаете? Запишите соответствующие уравнения реакций.

При добавлении раствора каждой из кислот (соляной, серной, азотной) в пробирку с раствором карбоната натрия наблюдается одна и та же картина: бурное выделение пузырьков бесцветного газа без запаха (реакция протекает со "вскипанием"). Это качественная реакция на карбонат-ион ($CO_3^{2-}$). Все три кислоты являются сильными и вытесняют слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$) из её соли. Образующаяся угольная кислота очень неустойчива и сразу же разлагается на воду ($H_2O$) и углекислый газ ($CO_2$), выделение которого мы и наблюдаем.

В первую пробирку — соляную кислоту
При взаимодействии карбоната натрия с соляной кислотой образуются хлорид натрия, вода и углекислый газ.
Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$
Ответ: Наблюдается бурное выделение газа. Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$.

Во вторую — раствор серной кислоты
При взаимодействии карбоната натрия с серной кислотой образуются сульфат натрия, вода и углекислый газ.
Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$
Ответ: Наблюдается бурное выделение газа. Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$.

В третью — раствор азотной кислоты
При взаимодействии карбоната натрия с азотной кислотой образуются нитрат натрия, вода и углекислый газ.
Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$
Ответ: Наблюдается бурное выделение газа. Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$.