Номер 4, страница 64 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

4. Опишите химические реакции, протекающие при нагревании малахита, при горении магния, при смешивании растворов медного купороса и соды.

Нагревание малахита

Малахит – это основной карбонат меди, минерал зеленого цвета. Его химическая формула $(CuOH)_2CO_3$. При нагревании малахит разлагается. Это реакция термического разложения, которая является необратимой. В результате образуются три вещества: оксид меди(II) ($CuO$), углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

Уравнение реакции:
$(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2CuO + CO_2 \uparrow + H_2O$

В ходе реакции наблюдается изменение цвета: зеленый порошок малахита превращается в черный порошок оксида меди(II). Также выделяется бесцветный газ без запаха (углекислый газ), который можно обнаружить по помутнению известковой воды, и образуются пары воды, которые конденсируются на холодных стенках сосуда.

Ответ: При нагревании малахит ($(CuOH)_2CO_3$) разлагается на оксид меди(II) ($CuO$), углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$), что сопровождается изменением цвета с зеленого на черный.

Горение магния

Горение магния – это экзотермическая окислительно-восстановительная реакция соединения магния с компонентами воздуха, в основном с кислородом. Магний ($Mg$) – это активный металл, который при поджигании горит в воздухе ослепительно ярким белым пламенем.

Основная реакция – взаимодействие с кислородом ($O_2$) с образованием оксида магния ($MgO$), белого твердого вещества:
$2Mg + O_2 \xrightarrow{t} 2MgO$

Поскольку в воздухе содержится около 78% азота ($N_2$), магний, будучи очень активным, при высокой температуре горения реагирует и с ним, образуя нитрид магния ($Mg_3N_2$), твердое вещество желтовато-зеленого цвета:
$3Mg + N_2 \xrightarrow{t} Mg_3N_2$

Таким образом, продукт горения магния на воздухе (белый пепел) представляет собой смесь оксида и нитрида магния.

Ответ: При горении магния на воздухе он вступает в реакцию с кислородом и азотом, образуя смесь оксида магния ($MgO$) и нитрида магния ($Mg_3N_2$). Реакция сопровождается выделением большого количества света и тепла.

Смешивание растворов медного купороса и соды

Медный купорос – это кристаллогидрат сульфата меди(II) ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$), его водный раствор имеет голубой цвет и содержит гидратированные ионы $Cu^{2+}$ и $SO_4^{2-}$. Сода (кальцинированная сода) – это карбонат натрия ($Na_2CO_3$), водный раствор которого бесцветен и имеет щелочную реакцию из-за гидролиза карбонат-иона: $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^{-} + OH^{-}$.

При смешивании этих двух растворов происходит реакция ионного обмена. Из-за совместного гидролиза катиона меди и аниона карбоната, образуется не чистый карбонат меди, а осадок основного карбоната меди ($(CuOH)_2CO_3$) голубовато-зеленого цвета. В растворе остается сульфат натрия ($Na_2SO_4$).

Суммарное ионное уравнение, отражающее образование основного карбоната меди:
$2Cu^{2+} + 2CO_3^{2-} + H_2O \rightarrow (CuOH)_2CO_3 \downarrow + CO_2 \uparrow$

Молекулярное уравнение реакции:
$2CuSO_4 + 2Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow (CuOH)_2CO_3 \downarrow + 2Na_2SO_4 + CO_2 \uparrow$

Внешне наблюдается образование обильного голубовато-зеленого осадка, и, в зависимости от условий, может наблюдаться выделение пузырьков углекислого газа.

Ответ: При смешивании раствора медного купороса ($CuSO_4$) и раствора соды ($Na_2CO_3$) происходит реакция ионного обмена с образованием голубовато-зеленого осадка основного карбоната меди ($(CuOH)_2CO_3$) и растворимого сульфата натрия ($Na_2SO_4$).