Лабораторный опыт, страница 160 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 45. Важнейшие соединения кальция. Жёсткость воды. Вопросы в начале параграфа - страница 160.

Условие.

Лабораторный опыт. Ознакомление со свойствами и взаимопревращениями карбонатов и гидрокарбонатов

1) Через 2—3 мл свежеприготовленного раствора гидроксида кальция (известковой воды) пропустите оксид углерода(IV).

2) Продолжайте пропускать оксид углерода(IV) через раствор.

3) Пробирку с прозрачным раствором прокипятите.

● Почему известковая вода мутнеет, если через нее пропускать оксид углерода(IV)?

● Почему раствор опять становится прозрачным, если продолжать пропускать оксид углерода(IV)?

● Объясните, почему при нагревании этого прозрачного раствора образуется осадок.

Решение.

Решение 2.

Почему известковая вода мутнеет, если через нее пропускать оксид углерода(IV)?

Известковая вода – это насыщенный водный раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$. Оксид углерода(IV) $CO_2$ (углекислый газ) является кислотным оксидом и вступает в реакцию с гидроксидом кальция, который является основанием (щелочью). В результате этой реакции образуется средняя соль – карбонат кальция $CaCO_3$ – и вода. Карбонат кальция представляет собой белый порошок, практически нерастворимый в воде. Выпадение в осадок этого вещества и вызывает помутнение раствора.

Уравнение реакции:

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Ответ: Известковая вода мутнеет из-за образования нерастворимого в воде белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$) при реакции гидроксида кальция с оксидом углерода(IV).

Почему раствор опять становится прозрачным, если продолжать пропускать оксид углерода(IV)?

Если продолжить пропускать оксид углерода(IV) через помутневший раствор, то нерастворимый карбонат кальция $CaCO_3$ вступает в реакцию с избытком углекислого газа и водой. В результате этой реакции образуется кислая соль – гидрокарбонат кальция $Ca(HCO_3)_2$. В отличие от карбоната кальция, гидрокарбонат кальция хорошо растворим в воде. Таким образом, нерастворимый осадок постепенно растворяется, и раствор снова становится прозрачным.

Уравнение реакции:

$CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Ответ: Раствор становится прозрачным, так как нерастворимый карбонат кальция реагирует с избытком оксида углерода(IV) и водой, превращаясь в растворимый гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$).

Объясните, почему при нагревании этого прозрачного раствора образуется осадок.

Прозрачный раствор, полученный на втором этапе, содержит растворенный гидрокарбонат кальция $Ca(HCO_3)_2$. Это соединение является термически неустойчивым и при нагревании легко разлагается. Реакция разложения является обратной реакции его получения. При кипячении раствора гидрокарбонат кальция распадается на исходные вещества: нерастворимый карбонат кальция $CaCO_3$, который выпадает в осадок, углекислый газ $CO_2$, который улетучивается из раствора, и воду $H_2O$. Появление осадка карбоната кальция и приводит к помутнению раствора.

Уравнение реакции:

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3 \downarrow + CO_2 \uparrow + H_2O$

Ответ: При нагревании растворимый гидрокарбонат кальция разлагается, образуя нерастворимый карбонат кальция ($CaCO_3$), который выпадает в осадок.