Номер 2, страница 118 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

Продолжение

Что делали

Что наблюдали (рисунок)

Выводы и уравнения реакций

Проведение качественной реакции на карбонат-ионы

1. В две пробирки налейте по 20 капель дистиллированной воды и добавьте по 3-4 капли фиолетового лакмуса. В третью пробирку поместите примерно 20 капель неизвестной соли. Установите пробирку в лапке штатива для пробирок. Туда же поместите и три пустые пробирки.

Что наблюдали (рисунок): Вода в первой и второй пробирках остаётся прозрачной, раствор лакмуса окрашивает её в фиолетовый цвет. В третьей пробирке с неизвестной солью раствор остаётся прозрачным.

Выводы и уравнения реакций: Дистиллированная вода имеет нейтральную среду, поэтому лакмус в ней фиолетовый. На данном этапе проводится подготовка к эксперименту, химических реакций не происходит.

Ответ: Проведена подготовка к эксперименту, наблюдается фиолетовая окраска лакмуса в нейтральной воде.

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

Что наблюдали (рисунок): При добавлении соляной кислоты к мрамору наблюдается бурное выделение газа (вскипание). Газ, проходящий через подкрашенную лакмусом воду, вызывает изменение цвета раствора лакмуса с фиолетового на красный.

Выводы и уравнения реакций:

Решение: Бурное выделение газа свидетельствует о протекании реакции между мрамором (карбонатом кальция, $CaCO_3$) и соляной кислотой ($HCl$), в результате которой образуется углекислый газ ($CO_2$). Изменение цвета лакмуса на красный указывает на то, что выделяющийся газ при растворении в воде образует кислоту.

Молекулярное уравнение реакции: $CaCO_3(s) + 2HCl(aq) \rightarrow CaCl_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)$

Ионное уравнение реакции: $CaCO_3(s) + 2H^+(aq) + 2Cl^-(aq) \rightarrow Ca^{2+}(aq) + 2Cl^-(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)$

Краткое ионное уравнение реакции: $CaCO_3(s) + 2H^+(aq) \rightarrow Ca^{2+}(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)$

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

3. Пропускайте выделяющийся оксид углерода(IV) через воду до полного наблюдаемого и запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.

Что наблюдали (рисунок): Цвет раствора лакмуса остаётся красным, подтверждая кислотную среду.

Выводы и уравнения реакций:

Решение: При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через воду, он частично растворяется и образует слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая и вызывает изменение pH раствора, что проявляется в красной окраске лакмуса.

Молекулярное уравнение реакции: $CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq)$

Ионное уравнение реакции (показывает диссоциацию угольной кислоты): $CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H^+(aq) + HCO_3^-(aq)$

Ответ: Лакмус остаётся красным, что подтверждает образование кислоты. Уравнения реакций 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.

Что наблюдали (рисунок): Изначально прозрачный раствор известковой воды (гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$) становится мутным (появляется белый осадок).

Выводы и уравнения реакций:

Решение: Помутнение известковой воды является качественной реакцией на углекислый газ. Оно происходит из-за образования нерастворимого белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$) при взаимодействии углекислого газа с гидроксидом кальция.

Молекулярное уравнение реакции: $Ca(OH)_2(aq) + CO_2(g) \rightarrow CaCO_3(s) + H_2O(l)$

Ионное уравнение реакции: $Ca^{2+}(aq) + 2OH^-(aq) + CO_2(g) \rightarrow CaCO_3(s) + H_2O(l)$

Ответ: Известковая вода мутнеет. Уравнения реакций приведены выше.

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

Что наблюдали (рисунок): Образовавшийся ранее белый осадок карбоната кальция постепенно растворяется, и раствор снова становится прозрачным.

Выводы и уравнения реакций:

Решение: При дальнейшем пропускании избытка углекислого газа нерастворимый карбонат кальция реагирует с ним и водой, образуя растворимый гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$). Это приводит к исчезновению мутности раствора.

Молекулярное уравнение реакции: $CaCO_3(s) + CO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow Ca(HCO_3)_2(aq)$

Ионное уравнение реакции: $CaCO_3(s) + CO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow Ca^{2+}(aq) + 2HCO_3^-(aq)$

Ответ: Мутный раствор становится прозрачным. Уравнения реакций приведены выше.