вариант 1, страница 20 - гдз по химии 9 класс тетрадь для практических работ Сечко

Задача 1. Определите при помощи качественных реакций выданные вам в пронумерованных пробирках вещества: сульфат натрия, карбонат натрия.

Решение

Для определения веществ в пронумерованных пробирках, одна из которых содержит карбонат натрия ($\text{Na}_2\text{CO}_3$), а другая – сульфат натрия ($\text{Na}_2\text{SO}_4$), проведем качественные реакции, используя хлороводородную кислоту ($\text{HCl}$) и хлорид бария ($\text{BaCl}_2$).

Первым шагом будет обнаружение карбонат-иона. Для этого к небольшим порциям растворов из каждой пробирки добавим хлороводородную кислоту. Наблюдаем за выделением газа. Если газ выделяется, то в пробирке находится карбонат натрия. Если газ не выделяется, то в пробирке находится сульфат натрия.

Вторым шагом для подтверждения сульфата натрия является добавление раствора хлорида бария. Если образуется белый осадок, нерастворимый в кислотах, то это сульфат натрия.

Предположим, что в пробирке №1 находится карбонат натрия, а в пробирке №2 – сульфат натрия.

Результаты исследований занесите в таблицу:

№ пробирки: 1

Признак реакции на карбонат-ион с реактивом (HCl): Выделение бесцветного газа (углекислого газа) при добавлении раствора хлороводородной кислоты.

Признак реакции на сульфат-ион с реактивом (BaCl$_2$): Отсутствие видимых изменений при добавлении раствора хлорида бария.

Формула, название определяемой соли: $\text{Na}_2\text{CO}_3$, карбонат натрия

№ пробирки: 2

Признак реакции на карбонат-ион с реактивом (HCl): Отсутствие видимых изменений при добавлении раствора хлороводородной кислоты.

Признак реакции на сульфат-ион с реактивом (BaCl$_2$): Образование белого аморфного осадка, нерастворимого в кислотах, при добавлении раствора хлорида бария.

Формула, название определяемой соли: $\text{Na}_2\text{SO}_4$, сульфат натрия

Составьте уравнения химических реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Для обнаружения карбонат-иона (при взаимодействии с $\text{HCl}$):

Молекулярное: $\text{Na}_2\text{CO}_3(\text{aq}) + 2\text{HCl}(\text{aq}) \rightarrow 2\text{NaCl}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g})$

Полное ионное: $2\text{Na}^+(\text{aq}) + \text{CO}_3^{2-}(\text{aq}) + 2\text{H}^+(\text{aq}) + 2\text{Cl}^-(\text{aq}) \rightarrow 2\text{Na}^+(\text{aq}) + 2\text{Cl}^-(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g})$

Сокращенное ионное: $\text{CO}_3^{2-}(\text{aq}) + 2\text{H}^+(\text{aq}) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g})$

Для обнаружения сульфат-иона (при взаимодействии с $\text{BaCl}_2$):

Молекулярное: $\text{Na}_2\text{SO}_4(\text{aq}) + \text{BaCl}_2(\text{aq}) \rightarrow \text{BaSO}_4(\text{s}) \downarrow + 2\text{NaCl}(\text{aq})$

Полное ионное: $2\text{Na}^+(\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-}(\text{aq}) + \text{Ba}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{Cl}^-(\text{aq}) \rightarrow \text{BaSO}_4(\text{s}) \downarrow + 2\text{Na}^+(\text{aq}) + 2\text{Cl}^-(\text{aq})$

Сокращенное ионное: $\text{SO}_4^{2-}(\text{aq}) + \text{Ba}^{2+}(\text{aq}) \rightarrow \text{BaSO}_4(\text{s}) \downarrow$

Вывод.

Путем проведения качественных реакций с использованием хлороводородной кислоты и хлорида бария были успешно идентифицированы вещества в пронумерованных пробирках. Пробирка, в которой наблюдалось выделение газа при добавлении $\text{HCl}$, содержит карбонат натрия. Пробирка, в которой образовался белый нерастворимый осадок при добавлении $\text{BaCl}_2$, содержит сульфат натрия.

Ответ: Вещества в пробирках идентифицированы как карбонат натрия и сульфат натрия на основе проведенных качественных реакций.

Задача 2. Докажите, что в составе хлороводородной кислоты присутствуют ионы водорода и хлорид-ионы.

Решение

Присутствие ионов водорода ($\text{H}^+$) и хлорид-ионов ($\text{Cl}^-$) в составе хлороводородной кислоты можно доказать с помощью качественных реакций.

Составьте уравнение диссоциации хлороводородной кислоты.

Уравнение диссоциации: $\text{HCl}(\text{aq}) \rightarrow \text{H}^+(\text{aq}) + \text{Cl}^-(\text{aq})$

Заполните таблицу. Запишите формулы выбранных вами реактивов для обнаружения соответствующих ионов, укажите признаки реакций.

Ион: $\text{H}^+$

Реактив: Универсальный индикатор (или лакмус, метилоранж)

Наблюдения: При добавлении универсального индикатора раствор окрашивается в красный цвет, что является характерным признаком кислой среды и свидетельствует о присутствии ионов водорода.

Ион: $\text{Cl}^-$

Реактив: $\text{AgNO}_3$ (нитрат серебра)

Наблюдения: При добавлении раствора нитрата серебра образуется белый творожистый осадок (хлорид серебра), нерастворимый в азотной кислоте, что подтверждает присутствие хлорид-ионов.

Составьте уравнение соответствующей химической реакции в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Реакция на хлорид-ион (при взаимодействии с $\text{AgNO}_3$):

Молекулярное: $\text{HCl}(\text{aq}) + \text{AgNO}_3(\text{aq}) \rightarrow \text{AgCl}(\text{s}) \downarrow + \text{HNO}_3(\text{aq})$

Полное ионное: $\text{H}^+(\text{aq}) + \text{Cl}^-(\text{aq}) + \text{Ag}^+(\text{aq}) + \text{NO}_3^-(\text{aq}) \rightarrow \text{AgCl}(\text{s}) \downarrow + \text{H}^+(\text{aq}) + \text{NO}_3^-(\text{aq})$

Сокращенное ионное: $\text{Ag}^+(\text{aq}) + \text{Cl}^-(\text{aq}) \rightarrow \text{AgCl}(\text{s}) \downarrow$

Вывод.

Изменение цвета кислотно-основного индикатора и образование характерного белого осадка с нитратом серебра подтверждают, что в составе хлороводородной кислоты присутствуют ионы водорода и хлорид-ионы соответственно.

Ответ: Присутствие ионов $\text{H}^+$ и $\text{Cl}^-$ в хлороводородной кислоте доказано с помощью индикатора и нитрата серебра.

Задача 3. Осуществите практические следующие химические превращения: $\text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3)_2$.

Решение

a) Получение карбоната кальция.

Исходные вещества: $\text{Ca(OH)}_2$ (гидроксид кальция, известковая вода) и $\text{Na}_2\text{CO}_3$ (карбонат натрия)

Условия, необходимые для протекания реакции: Смешивание водных растворов реагентов.

Признак реакции: Образование белого осадка.

Уравнение химической реакции в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде:

Молекулярное: $\text{Ca(OH)}_2(\text{aq}) + \text{Na}_2\text{CO}_3(\text{aq}) \rightarrow \text{CaCO}_3(\text{s}) \downarrow + 2\text{NaOH}(\text{aq})$

Полное ионное: $\text{Ca}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{OH}^-(\text{aq}) + 2\text{Na}^+(\text{aq}) + \text{CO}_3^{2-}(\text{aq}) \rightarrow \text{CaCO}_3(\text{s}) \downarrow + 2\text{Na}^+(\text{aq}) + 2\text{OH}^-(\text{aq})$

Сокращенное ионное: $\text{Ca}^{2+}(\text{aq}) + \text{CO}_3^{2-}(\text{aq}) \rightarrow \text{CaCO}_3(\text{s}) \downarrow$

Вывод.

В результате реакции обмена между гидроксидом кальция и карбонатом натрия был получен нерастворимый карбонат кальция в виде белого осадка.

Ответ: Карбонат кальция получен в результате реакции обмена между гидроксидом кальция и карбонатом натрия.

б) Получение нитрата кальция.

Исходные вещества: $\text{CaCO}_3$ (карбонат кальция) и $\text{HNO}_3$ (азотная кислота)

Условия, необходимые для протекания реакции: Добавление азотной кислоты к карбонату кальция (осадок).

Признак реакции: Растворение белого осадка и выделение бесцветного газа (углекислого газа).

Уравнение химической реакции в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде:

Молекулярное: $\text{CaCO}_3(\text{s}) + 2\text{HNO}_3(\text{aq}) \rightarrow \text{Ca(NO}_3)_2(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g})$

Полное ионное: $\text{CaCO}_3(\text{s}) + 2\text{H}^+(\text{aq}) + 2\text{NO}_3^-(\text{aq}) \rightarrow \text{Ca}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{NO}_3^-(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g})$

Сокращенное ионное: $\text{CaCO}_3(\text{s}) + 2\text{H}^+(\text{aq}) \rightarrow \text{Ca}^{2+}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g})$

Вывод.

В результате реакции карбоната кальция с азотной кислотой был получен растворимый нитрат кальция, что сопровождалось растворением осадка и выделением углекислого газа.

Ответ: Нитрат кальция получен в результате реакции карбоната кальция с азотной кислотой.