Номер 14, страница 23 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 3. Повторение и обобщение материала, изученного в 8 классе - номер 14, страница 23.

Условие.

14. Расставьте коэффициенты в схемах реакций и определите, к какому типу относят каждую реакцию по составу реагентов и продуктов. Составьте описание химического эксперимента по предложенным уравнениям реакций.

a) $\text{CaCO}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$

б) $\text{CO}_2 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

в) $\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{Ca(HCO}_3)_2$

Решение.

Решение 2.

а) Для уравнивания реакции необходимо сбалансировать количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. В левой части находятся 1 атом водорода (Н) и 1 атом хлора (Cl) в составе молекулы HCl. В правой части в продуктах реакции (CaCl₂ и H₂O) находятся 2 атома хлора и 2 атома водорода. Чтобы уравнять их, нужно поставить коэффициент 2 перед HCl.

Уравнение реакции: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Тип реакции: Эта реакция происходит между солью (карбонат кальция) и кислотой (соляная кислота). В ходе реакции реагенты обмениваются своими ионными частями ($Ca^{2+}$ и $H^{+}$, $CO_3^{2-}$ и $Cl^{-}$), в результате чего образуются новая соль (хлорид кальция) и новая, неустойчивая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая сразу же разлагается на воду и углекислый газ. Такой тип реакции, при котором два сложных вещества обмениваются своими составными частями, называется реакцией обмена.

Описание химического эксперимента: В химический стакан или пробирку помещают несколько кусочков мела или мрамора (это природные формы карбоната кальция, $CaCO_3$). Затем осторожно приливают раствор соляной кислоты (HCl). Сразу же начинается бурная реакция с выделением пузырьков газа — это углекислый газ ($CO_2$). Твердый карбонат кальция постепенно растворяется.

Ответ: Уравнение: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$. Тип реакции: реакция обмена.

б) Проверим баланс атомов в предложенной схеме. Слева: 1 атом Ca, 1 атом C, 4 атома O (2 в $CO_2$ и 2 в $Ca(OH)_2$), 2 атома H. Справа: 1 атом Ca, 1 атом C, 4 атома O (3 в $CaCO_3$ и 1 в $H_2O$), 2 атома H. Количество всех атомов слева и справа одинаково, поэтому коэффициенты не требуются (все равны 1).

Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Тип реакции: В реакцию вступают кислотный оксид ($CO_2$) и основание (гидроксид кальция, $Ca(OH)_2$). В результате образуются соль ($CaCO_3$) и вода ($H_2O$). Эта реакция также является реакцией обмена. Она служит качественной реакцией для обнаружения углекислого газа.

Описание химического эксперимента: В пробирку наливают немного прозрачного раствора гидроксида кальция, который называют известковой водой. Через этот раствор с помощью стеклянной трубки пропускают углекислый газ (например, газ, полученный в предыдущем опыте, или просто выдыхаемый воздух). Прозрачный раствор быстро мутнеет из-за образования нерастворимого в воде белого осадка — карбоната кальция ($CaCO_3$).

Ответ: Уравнение: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$. Тип реакции: реакция обмена.

в) Проверим баланс атомов в данной схеме. Слева: 1 атом Ca, 2 атома C (1 в $CaCO_3$ и 1 в $CO_2$), 6 атомов O (3+1+2), 2 атома H. Справа: 1 атом Ca, 2 атома H (в группе $HCO_3$), 2 атома C, 6 атомов O (2 * 3). Уравнение сбалансировано, дополнительные коэффициенты не нужны.

Уравнение реакции: $CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Тип реакции: В этой реакции три вещества (карбонат кальция, вода и углекислый газ) соединяются, образуя одно новое, более сложное вещество — гидрокарбонат кальция. Реакции, в ходе которых из нескольких исходных веществ образуется одно сложное, называются реакциями соединения.

Описание химического эксперимента: Этот опыт является логическим продолжением предыдущего. После того как в пробирке с известковой водой образовался мутный осадок карбоната кальция, продолжают пропускать через взвесь избыток углекислого газа. Через некоторое время можно наблюдать, как белый осадок постепенно растворяется, и раствор снова становится прозрачным. Это происходит потому, что нерастворимый карбонат кальция ($CaCO_3$) реагирует с водой и углекислым газом, превращаясь в растворимый гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$).

Ответ: Уравнение: $CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$. Тип реакции: реакция соединения.