Практическая работа №5, страница 67, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Изучение химических свойств разбавленной серной кислоты

Реактивы: растворы серной кислоты, гидроксида калия или натрия, раствор фенолфталеина, оксид меди (II), растворы медного купороса, хлорида бария.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: штатив для пробирок, пробирки, спиртовка.

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

Ход работы

Опыт 1. В две пробирки налейте по 2 мл раствора серной кислоты и опустите: в 1-ю гранулу Zn, во 2-ю кусочек Cu. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций, рассмотрите OBP.

Опыт 2. Поместите в пробирку немного черного порошка оксида меди (II), прилейте в нее 1-2 мл раствора серной кислоты. Закрепите пробирку в пробиркодержателе и подогрейте на пламени спиртовки. Что наблюдаете? Запишите молекулярные и ионные уравнения.

Опыт 3. Налейте в пробирку 1-2 мл раствора щелочи, добавьте 2-4 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдаете? Добавьте к этому раствору разбавленную серную кислоту до исчезновения окраски. Как называется эта реакция? Запишите соответствующие молекулярное и ионное уравнения.

Опыт 4. Налейте в пробирку 1 мл раствора медного купороса и прилейте 1-2 мл раствора щелочи. Что наблюдаете? Добавляйте к содержимому пробирки разбавленную серную кислоту до исчезновения осадка. Запишите молекулярные и ионные уравнения проведенных реакций.

Опыт 5. В пробирку налейте 1-2 мл раствора серной кислоты и прилейте 1 мл раствора хлорида бария. Что наблюдаете? Объясните результат с помощью таблицы растворимости. Запишите молекулярное и ионное уравнения.

Опыт 1.

При опускании гранулы цинка в пробирку с разбавленной серной кислотой наблюдается бурная реакция с выделением пузырьков бесцветного газа (водорода). Это происходит потому, что цинк является активным металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, и способен вытеснять его из растворов кислот (не окислителей).

Уравнение реакции:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

Рассмотрим окислительно-восстановительный процесс (ОВР):

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$ (цинк окисляется, является восстановителем)

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (водород восстанавливается, ионы водорода являются окислителем)

При опускании кусочка меди в пробирку с разбавленной серной кислотой видимых изменений не происходит. Медь стоит в ряду напряжений металлов после водорода и не реагирует с разбавленными кислотами.

$Cu + H_2SO_4(разб.) \rightarrow$ реакция не идет

Ответ: В пробирке с цинком наблюдается выделение газа; в пробирке с медью реакция не протекает.

Опыт 2.

При добавлении к черному порошку оксида меди(II) раствора серной кислоты и последующем нагревании наблюдается растворение черного осадка и образование раствора голубого цвета. Это результат реакции между основным оксидом и кислотой с образованием соли (сульфата меди(II)) и воды. Сульфат меди(II) придает раствору характерный голубой цвет.

Молекулярное уравнение:

$Cuo + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Cuo + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$Cuo + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O$

Ответ: Черный порошок оксида меди(II) растворяется при нагревании с серной кислотой, образуя раствор голубого цвета.

Опыт 3.

При добавлении к раствору щелочи (например, гидроксида калия $KOH$) нескольких капель фенолфталеина раствор окрашивается в малиновый цвет, что является признаком щелочной среды.

При постепенном добавлении к этому раствору разбавленной серной кислоты происходит обесцвечивание раствора. Это происходит потому, что кислота нейтрализует щелочь, среда становится нейтральной (или кислой), и в этой среде фенолфталеин бесцветен. Эта реакция называется реакцией нейтрализации.

Молекулярное уравнение:

$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Раствор щелочи с фенолфталеином, имеющий малиновую окраску, обесцвечивается при добавлении серной кислоты в результате реакции нейтрализации.

Опыт 4.

При добавлении раствора щелочи (например, $KOH$) к раствору медного купороса ($CuSO_4$) наблюдается выпадение голубого студенистого осадка гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$.

Молекулярное уравнение первой реакции:

$CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + K_2SO_4$

Сокращенное ионное уравнение:

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

При последующем добавлении к содержимому пробирки разбавленной серной кислоты наблюдается растворение голубого осадка и образование прозрачного раствора голубого цвета. Происходит реакция между нерастворимым основанием и кислотой.

Молекулярное уравнение второй реакции:

$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$Cu(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + 2H_2O$

Ответ: При взаимодействии медного купороса и щелочи выпадает голубой осадок, который затем растворяется в серной кислоте.

Опыт 5.

При добавлении к раствору серной кислоты раствора хлорида бария ($BaCl_2$) наблюдается немедленное образование плотного белого мелкокристаллического осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

Этот результат объясняется тем, что сульфат бария является практически нерастворимым в воде и кислотах, что можно проверить по таблице растворимости (напротив $Ba^{2+}$ и $SO_4^{2-}$ стоит буква "Н" - нерастворимо). Данная реакция является качественной реакцией на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$).

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: При смешивании растворов серной кислоты и хлорида бария выпадает белый осадок сульфата бария.