Вариант 2, страница 100 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

Вариант 2

1. Идентификация вещества. Докажите опытным путём состав:

а) гидроксида кальция;

б) сульфата аммония.

2. Гидролиз солей. Испытайте растворы нитрата натрия, карбоната натрия и нитрата цинка растворной бумагой и объясните результаты испытаний. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза.

3. Последовательные превращения химических веществ. Экспериментально осуществите следующие превращения:

$ \text{Fe} \to \text{FeSO}_4 \to \text{Fe(OH)}_2 \to \text{FeCl}_2 \to \text{Fe(NO}_3)_2 $

Оформите отчёт о проведённой работе в виде таблицы. Укажите условия проведения реакций. Запишите уравнения реакций с участием электролитов в молекулярной и ионной форме. Реакции с участием простых веществ рассмотрите как окислительно-восстановительные.

Что делали

Что наблюдали (рисунок)

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме

Задание 1

Продолжение

Что делали

Что наблюдали (рисунок)

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме

Задание 2

Продолжение

Что делали

Что наблюдали (рисунок)

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме

Задание 3

1. Идентификация веществ.

а) гидроксида кальция

Что делали: Приготовить водный раствор исследуемого вещества. Разделить раствор на две части. В одну часть добавить несколько капель фенолфталеина или опустить универсальную индикаторную бумажку. Во вторую часть добавить несколько капель раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$).

Что наблюдали: В первой пробирке фенолфталеин окрасился в малиновый цвет (или универсальная индикаторная бумажка показала щелочную среду). Во второй пробирке образовался белый студенистый осадок.

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

Фенолфталеин указывает на присутствие гидроксид-ионов ($OH^-$), что характерно для сильного основания, такого как гидроксид кальция. $Ca(OH)_2(р-р) \rightleftharpoons Ca^{2+}(р-р) + 2OH^-(р-р)$

Реакция с карбонатом натрия подтверждает наличие ионов кальция ($Ca^{2+}$), образующих нерастворимый карбонат кальция.

Молекулярное уравнение: $Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaOH$

Ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2OH^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2Na^+ + 2OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow$

б) сульфата аммония

Что делали: Приготовить водный раствор исследуемого вещества. Разделить раствор на две части. В одну часть добавить раствор гидроксида натрия ($NaOH$) и нагреть. Во вторую часть добавить раствор хлорида бария ($BaCl_2$).

Что наблюдали: При нагревании первой пробирки почувствовался резкий запах аммиака. При поднесении влажной красной лакмусовой бумажки к отверстию пробирки, она посинела. Во второй пробирке образовался белый мелкокристаллический осадок, нерастворимый в кислотах.

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

Выделение аммиака при нагревании с щелочью свидетельствует о присутствии ионов аммония ($NH_4^+$).

Молекулярное уравнение: $(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NH_3 \uparrow + Na_2SO_4 + 2H_2O$

Ионное уравнение: $2NH_4^+ + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \xrightarrow{t} 2NH_3 \uparrow + 2Na^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение: $NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3 \uparrow + H_2O$

Образование белого осадка с хлоридом бария, нерастворимого в кислотах, указывает на присутствие сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$).

Молекулярное уравнение: $(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NH_4Cl$

Ионное уравнение: $2NH_4^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NH_4^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

2. Гидролиз солей.

Что делали: Приготовить водные растворы нитрата натрия ($NaNO_3$), карбоната натрия ($Na_2CO_3$) и нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$). В каждую пробирку с раствором опустить универсальную индикаторную бумагу (или добавить соответствующий индикатор).

Что наблюдали: Раствор нитрата натрия ($NaNO_3$): индикаторная бумага не изменила цвет (pH $\approx 7$). Раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$): индикаторная бумага окрасилась в синий/зеленый цвет (pH $> 7$, щелочная среда). Раствор нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$): индикаторная бумага окрасилась в красный/оранжевый цвет (pH $< 7$, кислая среда).

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

1) Нитрат натрия ($NaNO_3$):
Соль образована сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Гидролиз не происходит, так как ни катион, ни анион не взаимодействуют с водой. Среда нейтральная.

Молекулярное уравнение: $NaNO_3 + H_2O \not\leftrightarrow$ (гидролиз не идет)

Ионное уравнение: $Na^+(р-р) + NO_3^-(р-р) + H_2O \not\leftrightarrow$

2) Карбонат натрия ($Na_2CO_3$):
Соль образована сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой ($H_2CO_3$). Гидролиз протекает по аниону ($CO_3^{2-}$), вызывая образование гидроксид-ионов ($OH^-$), что приводит к щелочной среде.

Молекулярное уравнение (первая ступень): $Na_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons NaHCO_3 + NaOH$

Ионное уравнение (первая ступень): $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

Молекулярное уравнение (вторая ступень, незначительная): $NaHCO_3 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + NaOH$

Ионное уравнение (вторая ступень): $HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-$

3) Нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$):
Соль образована слабым основанием ($Zn(OH)_2$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Гидролиз протекает по катиону ($Zn^{2+}$), вызывая образование ионов водорода ($H^+$), что приводит к кислой среде.

Молекулярное уравнение (первая ступень): $Zn(NO_3)_2 + H_2O \rightleftharpoons ZnOHNO_3 + HNO_3$

Ионное уравнение (первая ступень): $Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+$

Молекулярное уравнение (вторая ступень, незначительная): $ZnOHNO_3 + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)_2 \downarrow + HNO_3$

Ионное уравнение (вторая ступень): $ZnOH^+ + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)_2 \downarrow + H^+$

3. Последовательные превращения химических веществ.

Превращения: $Fe \rightarrow FeSO_4 \rightarrow Fe(OH)_2 \rightarrow FeCl_2 \rightarrow Fe(NO_3)_2$

1) $Fe \rightarrow FeSO_4$

Что делали: В пробирку с железными опилками или гранулами прилили раствор серной кислоты ($H_2SO_4$) концентрацией 1:2.

Условия проведения реакции: Реакция протекает при комнатной температуре.

Что наблюдали: На поверхности железа образовались пузырьки газа (водорода), железо постепенно растворяется, раствор приобретает бледно-зеленый цвет.

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

Молекулярное уравнение: $Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение: $Fe + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение: $Fe + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2 \uparrow$

Эта реакция является окислительно-восстановительной, так как происходит изменение степеней окисления элементов:
Восстановитель: $Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}$ (окисление)
Окислитель: $2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (восстановление)

2) $FeSO_4 \rightarrow Fe(OH)_2$

Что делали: К полученному раствору сульфата железа(II) прилили раствор гидроксида натрия ($NaOH$).

Условия проведения реакции: Реакция протекает при комнатной температуре. Для получения чистого гидроксида железа(II) желательно исключить доступ кислорода воздуха.

Что наблюдали: Образовался белый студенистый осадок, который на воздухе быстро темнеет, приобретая зеленоватый, а затем бурый цвет (из-за окисления кислородом воздуха до $Fe(OH)_3$).

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

Молекулярное уравнение: $FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение: $Fe^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение: $Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$

3) $Fe(OH)_2 \rightarrow FeCl_2$

Что делали: К полученному осадку гидроксида железа(II) прилили избыток разбавленной соляной кислоты ($HCl$).

Условия проведения реакции: Реакция протекает при комнатной температуре.

Что наблюдали: Белый осадок гидроксида железа(II) растворился, образовав прозрачный бледно-зеленый раствор.

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

Молекулярное уравнение: $Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение: $Fe(OH)_2 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Fe^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение: $Fe(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + 2H_2O$

4) $FeCl_2 \rightarrow Fe(NO_3)_2$

Что делали: К раствору хлорида железа(II) ($FeCl_2$) прилили раствор нитрата серебра ($AgNO_3$) до полного осаждения хлорид-ионов. Полученный осадок отфильтровали.

Условия проведения реакции: Реакция протекает при комнатной температуре.

Что наблюдали: Образовался белый творожистый осадок, который постепенно темнеет на свету. Фильтрат представляет собой бледно-зеленый раствор нитрата железа(II).

Выводы и уравнения химических реакций в молекулярной и ионной форме:

Молекулярное уравнение: $FeCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + 2AgCl \downarrow$

Полное ионное уравнение: $Fe^{2+} + 2Cl^- + 2Ag^+ + 2NO_3^- \rightarrow Fe^{2+} + 2NO_3^- + 2AgCl \downarrow$

Сокращенное ионное уравнение: $2Cl^- + 2Ag^+ \rightarrow 2AgCl \downarrow$