Практическая работа №4, страница 118, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Решение экспериментальных задач по теме "Металлы"

Реактивы растворы сульфата натрия, хлорида бария, серной кислоты, соляной кислоты, нитрата серебра, гидроксида кальция, карбоната натрия (калия), гидроксида натрия (калия), таблетки магния, алюминия.

Химическая посуда и лабораторное оборудование пробирки, штатив для пробирок.

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

Ход работы. Опыт 1. Проведите реакции, подтверждающие качественный состав сульфата натрия, хлорида бария. Напишите молекулярные и ионные уравнения проделанных реакций.

Опыт 2. Получите с помощью реакции обмена карбонат кальция и сульфат кальция, используя для этого растворы гидроксида кальция, серной кислоты и карбоната натрия (карбоната калия). Напишите молекулярные и ионные уравнения проделанных реакций.

Опыт 3. Исходя из магния, получите его хлорид, гидроксид и сульфат. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 4. Исходя из алюминия, получите его хлорид, гидроксид, алюминат и сульфат. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 1. Проведите реакции, подтверждающие качественный состав сульфата натрия, хлорида бария. Напишите молекулярные и ионные уравнения проделанных реакций.

Решение

Качественный состав сульфата натрия ($Na_2SO_4$)

Для подтверждения наличия сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$) в растворе сульфата натрия используется реакция с растворимой солью бария, например, хлоридом бария ($BaCl_2$). В результате реакции выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария ($BaSO_4$), нерастворимый в кислотах.

Молекулярное уравнение:

$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Качественный состав хлорида бария ($BaCl_2$)

1. Для подтверждения наличия ионов бария ($Ba^{2+}$) используется реакция с растворимым сульфатом, например, серной кислотой ($H_2SO_4$). Наблюдается выпадение белого осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

Молекулярное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

2. Для подтверждения наличия хлорид-ионов ($Cl^-$) используется реакция с нитратом серебра ($AgNO_3$). В результате образуется белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$).

Молекулярное уравнение:

$BaCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow 2AgCl \downarrow + Ba(NO_3)_2$

Полное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Ag^+ + 2NO_3^- \rightarrow 2AgCl \downarrow + Ba^{2+} + 2NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl \downarrow$

Ответ: Качественный состав $Na_2SO_4$ подтверждается реакцией с $BaCl_2$, а состав $BaCl_2$ — реакциями с $H_2SO_4$ и $AgNO_3$. Уравнения реакций приведены выше.

Опыт 2. Получите с помощью реакции обмена карбонат кальция и сульфат кальция, используя для этого растворы гидроксида кальция, серной кислоты и карбоната натрия (карбоната калия). Напишите молекулярные и ионные уравнения проделанных реакций.

Решение

Получение карбоната кальция ($CaCO_3$)

Карбонат кальция можно получить реакцией ионного обмена между раствором гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) и раствором карбоната натрия ($Na_2CO_3$). В результате образуется нерастворимый карбонат кальция.

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Получение сульфата кальция ($CaSO_4$)

Сульфат кальция можно получить реакцией нейтрализации между гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$) и серной кислотой ($H_2SO_4$). Сульфат кальция — малорастворимое вещество, которое выпадает в осадок.

Молекулярное уравнение:

$Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 \downarrow + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Ca^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow CaSO_4 \downarrow + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение совпадает с полным, так как все ионы в левой части уравнения участвуют в образовании малодиссоциирующих продуктов (осадка и воды).

Ответ: Уравнения реакций для получения $CaCO_3$ и $CaSO_4$ приведены выше.

Опыт 3. Исходя из магния, получите его хлорид, гидроксид и сульфат. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение

1. Получение хлорида магния ($MgCl_2$). Металлический магний реагирует с соляной кислотой с выделением водорода и образованием растворимой соли хлорида магния.

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Получение гидроксида магния ($Mg(OH)_2$). К полученному раствору хлорида магния добавляем раствор щелочи, например, гидроксида натрия. Выпадает белый осадок гидроксида магния.

$MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

3. Получение сульфата магния ($MgSO_4$). Сульфат магния можно получить, растворив металлический магний в серной кислоте.

$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$

Ответ:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

$MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

$Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$

Опыт 4. Исходя из алюминия, получите его хлорид, гидроксид, алюминат и сульфат. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение

1. Получение хлорида алюминия ($AlCl_3$). Металлический алюминий реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида алюминия и выделением водорода.

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

2. Получение гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$). К раствору хлорида алюминия добавляют по каплям раствор щелочи (например, $NaOH$), избегая ее избытка. Образуется белый студенистый осадок амфотерного гидроксида алюминия.

$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

3. Получение алюмината (натрия). Полученный гидроксид алюминия растворяется в избытке сильной щелочи с образованием комплексной соли — тетрагидроксоалюмината натрия.

$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Алюминат также можно получить при взаимодействии металлического алюминия с раствором щелочи:

$2Al + 2NaOH + 6H_2o \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$

4. Получение сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$). Алюминий растворяется в серной кислоте, образуя сульфат алюминия и водород.

$2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \uparrow$

Ответ:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

$2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \uparrow$