Практическая работа 3. Вариант 1, страница 199 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

Практическая работа 3

Решение экспериментальных задач по теме «Неметаллы»

Цель работы: закрепить знания о химических свойствах соединений неметаллов, качественных реакциях на анионы кислот, способах получения неорганических соединений; развивать умение исследовать свойства веществ; анализировать результаты химического эксперимента; делать выводы.

Оборудование и реактивы: штатив для пробирок, пробирки; пронумерованные пробирки с растворами веществ; спиртовка; растворы индикаторов, карбоната натрия, сульфата натрия, гидроксида кальция, хлорида натрия, хлорида бария, нитрата серебра, серной кислоты, азотной кислоты; соляная кислота.

Соблюдайте правила безопасного поведения!

Вариант 1

Задача 1. Определите при помощи качественных реакций выданные вам в пронумерованных пробирках вещества: сульфат натрия, карбонат натрия. Составьте уравнения соответствующих химических реакций в молекулярной и ионной формах.

Задача 2. Докажите, что в хлороводородной кислоте присутствуют ионы водорода и хлорид-ионы. Составьте уравнения соответствующих химических реакций в молекулярной и ионной формах.

Задача 3. Осуществите практически химические превращения:

$$Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2$$

Составьте уравнения соответствующих химических реакций в молекулярной и ионной формах.

Задача 1

Решение

В две пронумерованные пробирки помещены растворы сульфата натрия ($Na_2SO_4$) и карбоната натрия ($Na_2CO_3$). Для их распознавания проведем качественные реакции на сульфат- и карбонат-анионы.

1. Определение карбоната натрия. Отберем пробы из каждой пробирки. В каждую пробу добавим раствор сильной кислоты, например, соляной кислоты ($HCl$). В той пробирке, где наблюдается бурное выделение бесцветного газа без запаха (углекислого газа), находится карбонат натрия.

Уравнение реакции:

Молекулярное: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное: $2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow$

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

2. Определение сульфата натрия. В пробирке, где не произошло реакции с кислотой, находится сульфат натрия. Для подтверждения этого к новой пробе из этой пробирки добавим раствор хлорида бария ($BaCl_2$). Выпадение белого мелкокристаллического осадка сульфата бария, нерастворимого в кислотах, подтверждает наличие сульфат-ионов.

Уравнение реакции:

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

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

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

Ответ: Карбонат натрия можно определить по выделению газа при реакции с кислотой, а сульфат натрия — по образованию белого осадка с солями бария.

Задача 2

Решение

Хлороводородная (соляная) кислота в водном растворе диссоциирует на ионы водорода ($H^+$) и хлорид-ионы ($Cl^-$).

1. Доказательство наличия ионов водорода ($H^+$). Ионы водорода обуславливают кислотные свойства раствора. Чтобы их обнаружить, можно:

а) Использовать индикатор, например, лакмус. При добавлении в кислоту он изменит свой цвет на красный.

б) Провести реакцию с активным металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений до водорода, например, с цинком ($Zn$). При добавлении гранулы цинка в соляную кислоту будет наблюдаться выделение пузырьков газа (водорода).

Уравнение реакции с цинком:

Молекулярное: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$

Полное ионное: $Zn^0 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl^- + H_2\uparrow$

Сокращенное ионное: $Zn^0 + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2\uparrow$

2. Доказательство наличия хлорид-ионов ($Cl^-$). Качественной реакцией на хлорид-ион является взаимодействие с ионами серебра ($Ag^+$). Для этого к раствору соляной кислоты добавим раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Наблюдаемое выпадение белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$), нерастворимого в азотной кислоте, доказывает присутствие хлорид-ионов.

Уравнение реакции:

Молекулярное: $HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3$

Полное ионное: $H^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl\downarrow + H^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Ответ: Наличие ионов $H^+$ доказывается реакцией с активными металлами или изменением цвета индикатора, а наличие ионов $Cl^-$ — реакцией с нитратом серебра с образованием белого осадка.

Задача 3

Решение

Для осуществления цепочки превращений $Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2$ необходимо провести две последовательные реакции.

1. Получение карбоната кальция из гидроксида кальция ($Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3$).

К раствору гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) добавим раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$). В результате реакции обмена выпадает белый осадок карбоната кальция ($CaCO_3$).

Уравнение реакции:

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

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

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

2. Получение нитрата кальция из карбоната кальция ($CaCO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2$).

К полученному в первой реакции осадку карбоната кальция, не отделяя его, добавим по каплям раствор азотной кислоты ($HNO_3$) до полного растворения осадка. Реакция сопровождается выделением углекислого газа.

Уравнение реакции:

Молекулярное: $CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное: $CaCO_3(s) + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Ca^{2+} + 2NO_3^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное: $CaCO_3(s) + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: Для осуществления превращений сначала к раствору гидроксида кальция добавляют раствор карбоната натрия, получая осадок, а затем к этому осадку добавляют азотную кислоту.