Практическая работа №1, страница 44, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Реакции обмена между растворами электролитов

Реактивы: растворы хлорида железа (III), гидроксида натрия, карбоната натрия, соляной кислоты, раствор фенолфталеина.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: пробирки, штативы для пробирок.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Ход работы

Опыт 1. К 2–3 мл раствора хлорида железа (III) прилейте такой же объем раствора едкого натра. Что наблюдаете? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции.

Опыт 2. К 1–2 мл раствора карбоната натрия (соды) прилейте такой же объем раствора соляной кислоты. Что наблюдаете? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции.

Опыт 3. В пробирку с 1–2 мл едкого натра прилейте несколько капель фенолфталеина. Какая появилась окраска и почему? Затем приливайте небольшими порциями, перемешивая, раствор серной кислоты до обесцвечивания. Почему раствор обесцветился? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции.

Задача 4. Пользуясь имеющимися на столе реактивами, получите: 1) сульфат бария; 2) карбонат кальция; 3) гидроксид меди (II).

Опыт 1.

При смешивании раствора хлорида железа (III) ($FeCl_3$) и раствора едкого натра ($NaOH$) наблюдается образование нерастворимого вещества — осадка бурого цвета. Это гидроксид железа (III), который выпадает в осадок в результате реакции ионного обмена.

Молекулярное уравнение реакции:

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl$

Полное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow$

Ответ: наблюдается выпадение осадка бурого цвета, что свидетельствует о протекании реакции с образованием нерастворимого гидроксида железа (III).

Опыт 2.

При смешивании раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$) и раствора соляной кислоты ($HCl$) наблюдается бурное выделение бесцветного газа без запаха. Это углекислый газ ($CO_2$), который образуется в результате разложения неустойчивой угольной кислоты ($H_2CO_3$), получающейся в ходе реакции обмена.

Молекулярное уравнение реакции:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2o + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение:

$2Na^{+} + CO_3^{2-} + 2H^{+} + 2Cl^{-} \rightarrow 2Na^{+} + 2Cl^{-} + H_2o + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$CO_3^{2-} + 2H^{+} \rightarrow H_2o + CO_2\uparrow$

Ответ: наблюдается выделение газа, что указывает на протекание реакции между карбонатом натрия и соляной кислотой.

Опыт 3.

При добавлении в пробирку с раствором едкого натра ($NaOH$) нескольких капель фенолфталеина, раствор приобретает малиновую окраску. Это происходит потому, что едкий натр является щелочью, создающей в растворе щелочную среду (избыток ионов $OH^{-}$), в которой индикатор фенолфталеин меняет свой цвет на малиновый.

При последующем добавлении раствора серной кислоты ($H_2SO_4$) раствор обесцвечивается. Это происходит из-за реакции нейтрализации: кислота реагирует со щелочью. Ионы водорода ($H^{+}$) из кислоты соединяются с гидроксид-ионами ($OH^{-}$) из щелочи, образуя молекулы воды. Когда вся щелочь нейтрализована, щелочная среда исчезает, и фенолфталеин вновь становится бесцветным.

Молекулярное уравнение реакции нейтрализации:

$2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$2Na^{+} + 2OH^{-} + 2H^{+} + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^{+} + SO_4^{2-} + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$OH^{-} + H^{+} \rightarrow H_2O$

Ответ: изначально раствор окрасился в малиновый цвет из-за щелочной среды, создаваемой $NaOH$. Раствор обесцветился после добавления кислоты, так как произошла реакция нейтрализации, и щелочная среда исчезла.

Задача 4.

Для получения указанных веществ необходимо использовать дополнительные реактивы, содержащие ионы бария ($Ba^{2+}$), кальция ($Ca^{2+}$) и меди ($Cu^{2+}$), так как они отсутствуют в списке исходных реактивов.

1) сульфат бария

Для получения нерастворимого сульфата бария ($BaSO_4$) можно к имеющемуся в списке реактивов для опыта 3 раствору серной кислоты ($H_2SO_4$) прилить раствор растворимой соли бария, например, хлорида бария ($BaCl_2$).

$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

$2H^{+} + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^{-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H^{+} + 2Cl^{-}$

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

Ответ: смешать раствор серной кислоты с раствором соли бария (например, $BaCl_2$).

2) карбонат кальция

Для получения нерастворимого карбоната кальция ($CaCO_3$) можно к имеющемуся раствору карбоната натрия ($Na_2CO_3$) прилить раствор растворимой соли кальция, например, хлорида кальция ($CaCl_2$).

$Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$

$2Na^{+} + CO_3^{2-} + Ca^{2+} + 2Cl^{-} \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

$Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow$

Ответ: смешать раствор карбоната натрия с раствором соли кальция (например, $CaCl_2$).

3) гидроксид меди (II)

Для получения нерастворимого гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$) можно к имеющемуся раствору гидроксида натрия ($NaOH$) прилить раствор растворимой соли меди(II), например, сульфата меди(II) ($CuSO_4$).

$2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

$2Na^{+} + 2OH^{-} + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2Na^{+} + SO_4^{2-}$

$Cu^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow$

Ответ: смешать раствор гидроксида натрия с раствором соли меди(II) (например, $CuSO_4$).