Лабораторный опыт, страница 125 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 35. Угольная кислота и её соли. Круговорот углерода в природе. Вопросы в начале параграфа - страница 125.

Условие.

Лабораторный опыт. Качественная реакция на карбонат-ионы

В одну пробирку положите немного мела, а в другую — немного карбоната магния. В первую пробирку налейте 1–2 мл разбавленной соляной кислоты, а во вторую — столько же разбавленной серной кислоты. Обе пробирки закройте пробками с газоотводными трубками, концы которых поместите в пробирки с известковой водой.

● На основе выполненных опытов сделайте вывод, какая реакция является качественной реакцией на карбонат-ионы.

● Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде.

Решение.

Решение 2.

На основе выполненных опытов сделайте вывод, какая реакция является качественной реакцией на карбонат-ионы.

В обоих описанных опытах происходит взаимодействие карбоната (мела $CaCO_3$ или карбоната магния $MgCO_3$) с сильной кислотой (соляной $HCl$ или серной $H_2SO_4$). В результате реакции наблюдается выделение бесцветного газа без запаха — это углекислый газ ($CO_2$).

При пропускании этого газа через известковую воду (раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$) наблюдается ее помутнение, так как образуется нерастворимый белый осадок карбоната кальция ($CaCO_3$).

Таким образом, качественной реакцией на карбонат-ионы ($CO_3^{2-}$) является их взаимодействие с сильными кислотами, которое сопровождается выделением углекислого газа ($CO_2$), вызывающего помутнение известковой воды.

Ответ: Качественной реакцией на карбонат-ионы является реакция с сильной кислотой, в результате которой выделяется углекислый газ, вызывающий помутнение известковой воды.

Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде.

Опыт 1: Взаимодействие мела (карбоната кальция) с соляной кислотой.

1. Реакция карбоната кальция с соляной кислотой:

   • Молекулярное уравнение: $CaCO_3(тв) + 2HCl(р-р) \rightarrow CaCl_2(р-р) + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$
   • Полное ионное уравнение: $CaCO_3(тв) + 2H^+(р-р) + 2Cl^-(р-р) \rightarrow Ca^{2+}(р-р) + 2Cl^-(р-р) + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$
   • Сокращенное ионное уравнение: $CaCO_3(тв) + 2H^+(р-р) \rightarrow Ca^{2+}(р-р) + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$

2. Реакция углекислого газа с известковой водой (гидроксидом кальция):

   • Молекулярное уравнение: $CO_2(г) + Ca(OH)_2(р-р) \rightarrow CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж)$
   • Полное ионное уравнение: $CO_2(г) + Ca^{2+}(р-р) + 2OH^-(р-р) \rightarrow CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж)$
   • Сокращенное ионное уравнение (совпадает с полным, так как нет ионов-наблюдателей): $CO_2(г) + Ca^{2+}(р-р) + 2OH^-(р-р) \rightarrow CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж)$

Опыт 2: Взаимодействие карбоната магния с серной кислотой.

1. Реакция карбоната магния с серной кислотой:

   • Молекулярное уравнение: $MgCO_3(тв) + H_2SO_4(р-р) \rightarrow MgSO_4(р-р) + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$
   • Полное ионное уравнение: $MgCO_3(тв) + 2H^+(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) \rightarrow Mg^{2+}(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$
   • Сокращенное ионное уравнение: $MgCO_3(тв) + 2H^+(р-р) \rightarrow Mg^{2+}(р-р) + H_2O(ж) + CO_2(г)\uparrow$

2. Реакция углекислого газа с известковой водой (аналогична первому опыту):

   • Молекулярное уравнение: $CO_2(г) + Ca(OH)_2(р-р) \rightarrow CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж)$
   • Полное ионное уравнение: $CO_2(г) + Ca^{2+}(р-р) + 2OH^-(р-р) \rightarrow CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж)$
   • Сокращенное ионное уравнение: $CO_2(г) + Ca^{2+}(р-р) + 2OH^-(р-р) \rightarrow CaCO_3(тв)\downarrow + H_2O(ж)$

Ответ: Уравнения реакций представлены выше.