Практическая работа 2. Вариант 2, страница 62 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

Вариант 3

1. Установите возможность протекания химических реакций между растворами электролитов:

а) карбоната калия и серной кислоты;

б) нитрата натрия и соляной кислоты;

в) сульфата магния и гидроксида натрия.

2. Вам выдан раствор карбоната натрия. Подберите реактивы, которые могут реагировать с ним с образованием осадка.

3. Проведите реакцию нейтрализации раствора гидроксида натрия в присутствии индикатора.

4. Проведите реакции, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

$$\text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \rightarrow \text{CuCl}_2$$

Уравнения всех возможных реакций запишите в молекулярной, полной ионной и сокращенной ионной формах.

1. Установите возможность протекания химических реакций между растворами электролитов

а) карбоната калия и серной кислоты;

Решение:

Реакция ионного обмена между солью (карбонат калия $K_2CO_3$) и кислотой (серная кислота $H_2SO_4$) возможна, так как в результате реакции образуется слабая и неустойчивая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая разлагается на воду ($H_2O$ – слабый электролит) и углекислый газ ($CO_2$ – газ), что является признаком протекания реакции.

Молекулярное уравнение:

$K_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$2K^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-} + CO_2\uparrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow CO_2\uparrow + H_2O$

Ответ: Реакция протекает.

б) нитрата натрия и соляной кислоты;

Решение:

Нитрат натрия ($NaNO_3$) – соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Соляная кислота ($HCl$) – сильная кислота. При их взаимодействии в растворе не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Все вещества в растворе остаются в виде ионов.

Предполагаемое молекулярное уравнение:

$NaNO_3 + HCl \rightarrow NaCl + HNO_3$

Полное ионное уравнение:

$Na^+ + NO_3^- + H^+ + Cl^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + H^+ + NO_3^-$

Все ионы сокращаются, следовательно, реакция не протекает.

Ответ: Реакция не протекает.

в) сульфата магния и гидроксида натрия.

Решение:

Реакция между солью (сульфат магния $MgSO_4$) и основанием (гидроксид натрия $NaOH$) возможна, так как в результате образуется нерастворимое в воде основание – гидроксид магния ($Mg(OH)_2$), который выпадает в осадок.

Молекулярное уравнение:

$MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Реакция протекает.

2. Вам выдан раствор карбоната натрия. Подберите реактивы, которые могут реагировать с ним с образованием осадка.

Решение:

Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) будет реагировать с образованием осадка с растворимыми солями металлов, карбонаты которых нерастворимы. Согласно таблице растворимости, большинство карбонатов (кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) нерастворимы. В качестве реактива можно использовать, например, раствор хлорида кальция ($CaCl_2$) или нитрата бария ($Ba(NO_3)_2$).

Пример с хлоридом кальция:

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: В качестве реактивов можно использовать растворимые соли кальция, бария, магния, свинца и др., например, хлорид кальция ($CaCl_2$) или нитрат бария ($Ba(NO_3)_2$).

3. Проведите реакцию нейтрализации раствора гидроксида натрия в присутствии индикатора.

Решение:

Реакция нейтрализации – это реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода. Для нейтрализации раствора гидроксида натрия ($NaOH$, щёлочь) можно использовать любую сильную кислоту, например, соляную кислоту ($HCl$).

Для определения момента полной нейтрализации используется кислотно-основный индикатор, например, фенолфталеин. В щелочной среде (раствор $NaOH$) фенолфталеин имеет малиновую окраску. При добавлении кислоты щёлочь нейтрализуется, и в точке эквивалентности (когда вся щёлочь прореагировала) среда становится нейтральной, и фенолфталеин обесцвечивается.

Порядок проведения: в колбу с раствором гидроксида натрия добавить несколько капель фенолфталеина, раствор окрасится в малиновый цвет. Затем из бюретки по каплям при перемешивании добавлять раствор соляной кислоты до тех пор, пока малиновая окраска не исчезнет.

Молекулярное уравнение:

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Для проведения реакции нейтрализации к раствору гидроксида натрия с добавлением индикатора фенолфталеина (раствор станет малиновым) следует по каплям добавлять раствор кислоты (например, $HCl$) до полного обесцвечивания раствора. Суть реакции описывается ионным уравнением $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$.

4. Проведите реакции, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: $CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2 \rightarrow CuCl_2$.

Решение:

1) Превращение $CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2$:

Для получения нерастворимого гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$) из раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) необходимо добавить раствор щёлочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$). В результате реакции выпадает голубой осадок гидроксида меди(II).

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

2) Превращение $Cu(OH)_2 \rightarrow CuCl_2$:

Гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$) является основанием и реагирует с кислотами. Для получения хлорида меди(II) ($CuCl_2$) необходимо к осадку гидроксида меди(II) добавить соляную кислоту ($HCl$). Осадок растворится с образованием раствора соли и воды.

Молекулярное уравнение:

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение (гидроксид меди(II) - нерастворимое вещество, поэтому записывается в молекулярной форме):

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Цепочку превращений можно осуществить по следующим реакциям:

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

2. $Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$