Лабораторный опыт 5, страница 197 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

Лабораторный опыт 5. Исследование химических свойств разбавленного раствора серной кислоты

Реактивы: цинк; оксид меди(II); растворы серной кислоты, гидроксида натрия, карбоната натрия; индикаторы — фенолфталеин, лакмус.

1. В пробирку налейте $1 \text{ см}^3$ раствора серной кислоты и испытайте его индикатором — лакмусом.

2. В четыре пробирки поместите: цинк (2 гранулы), оксид меди(II) (на кончике шпателя), раствор гидроксида натрия ($1 \text{ см}^3$) с одной каплей фенолфталеина, раствор карбоната натрия ($1 \text{ см}^3$).

3. В каждую из пробирок добавьте небольшое количество раствора серной кислоты. Отметьте признаки реакций.

Пробирку с оксидом меди(II) можно слегка подогреть или подождать появления признаков реакции через несколько минут.

Сделайте вывод о свойствах разбавленной серной кислоты.

1. В пробирку налейте 1 см³ раствора серной кислоты и испытайте его индикатором — лакмусом.

При добавлении лакмуса в раствор серной кислоты индикатор изменит свой фиолетовый цвет на красный. Это происходит потому, что серная кислота является сильной кислотой и в водном растворе диссоциирует с образованием ионов водорода $H^+$, которые создают кислую среду.

Уравнение диссоциации: $H_2SO_4 \rightleftarrows 2H^+ + SO_4^{2-}$

Ответ: Лакмус станет красным, что свидетельствует о кислой среде раствора.

3. В каждую из пробирок добавьте небольшое количество раствора серной кислоты. Отметьте признаки реакций.

При добавлении разбавленной серной кислоты в пробирки с разными веществами наблюдаются следующие признаки химических реакций:

Пробирка с цинком (Zn): наблюдается бурное выделение пузырьков газа (водорода) и постепенное растворение гранул цинка. Это типичная реакция кислоты с активным металлом, стоящим в ряду напряжений до водорода.

Уравнение реакции: $Zn + H_2SO_4(разб.) \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$

Пробирка с оксидом меди(II) (CuO): черный порошок оксида меди(II) растворяется (процесс ускоряется при легком нагревании), и раствор приобретает характерный голубой цвет, что свидетельствует об образовании соли меди(II) — сульфата меди(II). Это реакция кислоты с основным оксидом.

Уравнение реакции: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

Пробирка с гидроксидом натрия (NaOH) и фенолфталеином: исходный раствор имеет малиновую окраску из-за щелочной среды. При добавлении серной кислоты происходит реакция нейтрализации, в ходе которой щелочь расходуется, и малиновая окраска исчезает, раствор становится бесцветным.

Уравнение реакции: $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Пробирка с карбонатом натрия (Na₂CO₃): наблюдается бурное "вскипание" — выделение пузырьков бесцветного газа без запаха. Это углекислый газ, который образуется в результате реакции сильной серной кислоты с солью слабой угольной кислоты.

Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: В пробирке с цинком — выделение газа; с оксидом меди(II) — растворение черного вещества и появление голубой окраски раствора; с гидроксидом натрия — исчезновение малиновой окраски; с карбонатом натрия — бурное выделение газа.

Сделайте вывод о свойствах разбавленной серной кислоты.

На основании проведенных опытов можно заключить, что разбавленная серная кислота проявляет типичные свойства сильных кислот:

Изменяет окраску кислотно-основных индикаторов (создает кислую среду).

Реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода, с выделением газа $H_2$.

Реагирует с основными оксидами с образованием соли и воды.

Вступает в реакцию нейтрализации с основаниями (щелочами), образуя соль и воду.

Реагирует с солями, образованными более слабыми или летучими кислотами, вытесняя их (например, с карбонатами с выделением $CO_2$).

Ответ: Разбавленная серная кислота является сильной неорганической кислотой, обладающей всеми характерными для этого класса соединений химическими свойствами.