Страница 117 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

1. В две пробирки налейте по 20 капель дистиллированной воды и добавьте по 3—4 капли фиолетового лакмуса. В третью пробирку внесите примерно 20 капель известковой воды. Установите пробирки в штатив для пробирок. Туда же поместите и три пустые пробирки.

2. В прибор для получения газов поместите два-три небольших кусочка мрамора и закрепите прибор в лапке штатива. В воронку налейте немного соляной кислоты, чтобы она покрывала кусочки мрамора. Газоотводную трубку прибора опустите в пробирку с водой, подкрашенной раствором лакмуса. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной форме.

3. Пропускайте выделяющийся оксид углерода(IV) через воду до тех пор, пока раствор лакмуса не приобретёт красную окраску. Объясните наблюдаемое и запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме. Сравните окраску раствора с окраской раствора в контрольной пробирке.

4. Промойте конец газоотводной трубки в стакане с водой. После этого конец газоотводной трубки перенесите в пробирку с известковой водой и пропускайте газ до помутнения раствора.

5. Продолжайте пропускать газ через помутневший раствор. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.

Примечание. Если скорость выделения газа замедлилась, то в пробирку с мрамором можно добавить немного соляной кислоты.

6. Промойте конец газоотводной трубки в стакане с водой. Перенесите газоотводную трубку в четвёртую пробирку, опустив её до дна пробирки. Соберите газ методом вытеснения воздуха (почему именно этим методом?).

7. Зажгите лучинку и внесите её в пробирку. Что наблюдаете? Объясните наблюдаемое.

8. В одну чистую пробирку налейте 2 мл раствора карбоната натрия, в другую — 2 мл раствора карбоната калия. Добавьте в каждую пробирку по 1—2 мл раствора серной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме. Разберите установку и приведите в порядок рабочее место.

♦ Оформите отчёт о проделанной работе в виде таблицы.

Что делали

Что наблюдали (рисунок)

Выводы и уравнения реакций

Получение, собирание и распознавание углекислого газа

1. В две пробирки налейте по 20 капель дистиллированной воды и добавьте по 3—4 капли фиолетового лакмуса. В третью пробирку внесите примерно 20 капель известковой воды. Установите пробирки в штатив для пробирок. Туда же поместите и три пустые пробирки.

В данном пункте описываются подготовительные действия, установка оборудования и реагентов для дальнейшего эксперимента. Наблюдения или уравнения реакций здесь не требуются.

Ответ: Проведены подготовительные действия для эксперимента.

2. В прибор для получения газа поместите два-три небольших кусочка мрамора и закрепите прибор в лапке штатива. В воронку налейте немного соляной кислоты, чтобы она покрывала кусочки мрамора. Газоотводную трубку прибора опустите в пробирку с водой, подкрашенной раствором лакмуса. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной форме.

Решение
При добавлении соляной кислоты к мрамору начинается бурная реакция с выделением газа. Газ проходит через воду, подкрашенную раствором лакмуса. Наблюдается выделение пузырьков газа в растворе лакмуса, и фиолетовый раствор лакмуса постепенно приобретает красный цвет. Это указывает на образование кислой среды.

Уравнения реакций:

Получение углекислого газа:
Молекулярное уравнение: $ \text{CaCO}_3 (\text{s}) + 2\text{HCl} (\text{aq}) \rightarrow \text{CaCl}_2 (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) $
Ионное уравнение: $ \text{CaCO}_3 (\text{s}) + 2\text{H}^+ (\text{aq}) + 2\text{Cl}^- (\text{aq}) \rightarrow \text{Ca}^{2+} (\text{aq}) + 2\text{Cl}^- (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) $
Сокращенное ионное уравнение: $ \text{CaCO}_3 (\text{s}) + 2\text{H}^+ (\text{aq}) \rightarrow \text{Ca}^{2+} (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) $

Реакция углекислого газа с водой и влияние на лакмус:
Молекулярное уравнение: $ \text{CO}_2 (\text{g}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 (\text{aq}) $
Ионное уравнение: $ \text{CO}_2 (\text{g}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) \rightleftharpoons \text{H}^+ (\text{aq}) + \text{HCO}_3^- (\text{aq}) $
(Образование ионов $ \text{H}^+ $ приводит к изменению окраски лакмуса на красную).

Ответ: Наблюдается выделение газа и изменение цвета лакмуса с фиолетового на красный. Уравнения реакций приведены выше.

3. Пропускайте выделяющийся оксид углерода(IV) через воду до тех пор, пока раствор лакмуса не приобретёт красную окраску. Объясните наблюдаемое и запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме. Сравните окраску раствора с окраской раствора в контрольной пробирке.

Решение
Наблюдается, что раствор лакмуса изменяет свой цвет с фиолетового на красный. Это происходит потому, что углекислый газ ($ \text{CO}_2 $) при растворении в воде образует угольную кислоту ($ \text{H}_2\text{CO}_3 $), которая является слабой кислотой и диссоциирует с образованием ионов водорода ($ \text{H}^+ $), создавая кислую среду. Лакмус является индикатором, который в кислой среде становится красным.

Уравнения реакции:
Молекулярное уравнение: $ \text{CO}_2 (\text{g}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 (\text{aq}) $
Ионное уравнение: $ \text{CO}_2 (\text{g}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) \rightleftharpoons \text{H}^+ (\text{aq}) + \text{HCO}_3^- (\text{aq}) $

Сравнение с контрольной пробиркой: В контрольной пробирке (дистиллированная вода с лакмусом) лакмус сохраняет свой фиолетовый цвет, так как среда остается нейтральной. В пробирке, через которую пропускали $ \text{CO}_2 $, лакмус стал красным, что подтверждает образование кислой среды.

Ответ: Раствор лакмуса стал красным из-за образования угольной кислоты. Уравнения реакций и сравнение с контролем приведены выше.

4. Промойте конец газоотводной трубки в стакане с водой. После этого конец газоотводной трубки перенесите в пробирку с известковой водой и пропускайте газ до помутнения раствора.

Решение
Наблюдается, что известковая вода ($ \text{Ca(OH)}_2 $) мутнеет, образуя белый осадок. Это происходит потому, что углекислый газ реагирует с гидроксидом кальция, образуя нерастворимый карбонат кальция, который выпадает в осадок и вызывает помутнение.

Уравнения реакции:
Молекулярное уравнение: $ \text{Ca(OH)}_2 (\text{aq}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \rightarrow \text{CaCO}_3 (\text{s}) \downarrow + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) $
Ионное уравнение: $ \text{Ca}^{2+} (\text{aq}) + 2\text{OH}^- (\text{aq}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \rightarrow \text{CaCO}_3 (\text{s}) \downarrow + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) $

Ответ: Известковая вода помутнела из-за образования осадка карбоната кальция. Уравнения реакций приведены выше.

5. Продолжайте пропускать газ через помутневший раствор. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.

Решение
Наблюдается, что ранее помутневший раствор постепенно становится прозрачным (осадок растворяется). Это происходит потому, что при избытке углекислого газа нерастворимый карбонат кальция реагирует дальше с $ \text{CO}_2 $ и водой, образуя растворимый гидрокарбонат кальция, который находится в растворе.

Уравнения реакции:
Молекулярное уравнение: $ \text{CaCO}_3 (\text{s}) + \text{CO}_2 (\text{g}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) \rightarrow \text{Ca(HCO}_3)_2 (\text{aq}) $
Ионное уравнение: $ \text{CaCO}_3 (\text{s}) + \text{CO}_2 (\text{g}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) \rightarrow \text{Ca}^{2+} (\text{aq}) + 2\text{HCO}_3^- (\text{aq}) $

Ответ: Помутневший раствор стал прозрачным. Уравнения реакций приведены выше.

6. Промойте конец газоотводной трубки в стакане с водой. Перенесите газоотводную трубку в четвёртую пробирку, опустив её до дна пробирки. Соберите газ методом вытеснения воздуха (почему именно этим методом?).

Решение
Углекислый газ собирают методом вытеснения воздуха, опуская газоотводную трубку до дна пробирки, потому что $ \text{CO}_2 $ тяжелее воздуха (молярная масса $ \text{CO}_2 $ составляет примерно 44 г/моль, тогда как средняя молярная масса воздуха около 29 г/моль). Благодаря своей большей плотности, $ \text{CO}_2 $ опускается на дно пробирки и вытесняет более легкий воздух вверх.

Ответ: Углекислый газ собирают методом вытеснения воздуха вниз, так как он тяжелее воздуха.

7. Зажгите лучинку и внесите её в пробирку. Что наблюдаете? Объясните наблюдаемое.

Решение
Наблюдается, что пламя горящей лучинки, внесенной в пробирку с собранным углекислым газом, сразу же гаснет.

Объяснение: Углекислый газ является негорючим веществом и не поддерживает горение. Поэтому он тушит пламя, подтверждая свое наличие.

Ответ: Пламя лучинки гаснет, так как углекислый газ не поддерживает горение.

8. В одну чистую пробирку налейте 2 мл раствора карбоната натрия, в другую — 2 мл раствора карбоната калия. Добавьте в каждую пробирку по 1—2 мл раствора серной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме. Разберите установку и приведите в порядок рабочее место.

Решение
При добавлении серной кислоты к растворам карбоната натрия и карбоната калия наблюдается бурное выделение газа (интенсивное вскипание, шипение). Это признак выделения углекислого газа.

Уравнения реакций:

Реакция с карбонатом натрия ($ \text{Na}_2\text{CO}_3 $):
Молекулярное уравнение: $ \text{Na}_2\text{CO}_3 (\text{aq}) + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{aq}) \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \uparrow $
Ионное уравнение: $ 2\text{Na}^+ (\text{aq}) + \text{CO}_3^{2-} (\text{aq}) + 2\text{H}^+ (\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-} (\text{aq}) \rightarrow 2\text{Na}^+ (\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-} (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \uparrow $
Сокращенное ионное уравнение: $ \text{CO}_3^{2-} (\text{aq}) + 2\text{H}^+ (\text{aq}) \rightarrow \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \uparrow $

Реакция с карбонатом калия ($ \text{K}_2\text{CO}_3 $):
Молекулярное уравнение: $ \text{K}_2\text{CO}_3 (\text{aq}) + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{aq}) \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \uparrow $
Ионное уравнение: $ 2\text{K}^+ (\text{aq}) + \text{CO}_3^{2-} (\text{aq}) + 2\text{H}^+ (\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-} (\text{aq}) \rightarrow 2\text{K}^+ (\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-} (\text{aq}) + \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \uparrow $
Сокращенное ионное уравнение: $ \text{CO}_3^{2-} (\text{aq}) + 2\text{H}^+ (\text{aq}) \rightarrow \text{H}_2\text{O} (\text{l}) + \text{CO}_2 (\text{g}) \uparrow $

По завершении эксперимента необходимо разобрать лабораторную установку, промыть всю использованную посуду и вернуть ее на место, а также убрать рабочее место.

Ответ: Наблюдается бурное выделение газа. Уравнения реакций приведены выше.