Практическая работа 2, страница 108 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

Практическая работа 2. Химические свойства солей

Цель работы: экспериментально исследовать химические свойства солей на примере их реакций с металлами, кислотами, щелочами и другими солями. Дать объяснения наблюдаемым явлениям.

Оборудование и реактивы: штатив для пробирок, пробирки. Растворы сульфата $\text{меди(II)}$, хлорида кальция, хлорида натрия, карбоната натрия; соляная кислота, карбонат кальция (мел), вода, железо.

Соблюдайте правила безопасного поведения!

Выполнение работы

Опыт 1. Взаимодействие солей с металлами.

Налейте в пробирку раствор сульфата $\text{меди(II)}$ объемом $2-3 \text{ см}^3$ и осторожно опустите в пробирку очищенный от смазки небольшой железный гвоздь или канцелярскую скрепку. Через $3$ минуты извлеките гвоздь (скрепку) из раствора и обратите внимание на цвет металла, осевшего на его поверхности.

Составьте уравнение реакции, сделайте вывод о возможности взаимодействия растворов солей с металлами. Как вы считаете, можно ли использовать для реакции вместо железа металл серебро?

Опыт 2. Взаимодействие солей с кислотами.

Положите в пробирку небольшой кусочек мела (в основе мела – соль карбонат кальция) и прилейте к нему соляную кислоту объемом $2-3 \text{ см}^3$. Определите признак химической реакции. Почему возможно ее протекание?

Составьте уравнение реакции, сделайте вывод о возможности реакций солей с кислотами. Как вы считаете, можно ли использовать для этой реакции сульфат кальция?

Опыт 3. Взаимодействие солей со щелочами.

К раствору соли сульфата $\text{меди(II)}$ объемом $1-2 \text{ см}^3$ прилейте раствор гидроксида натрия (или другой щелочи) примерно такого же объема. Обратите внимание, что исходные вещества должны быть растворимы, а продукт (продукты) реакции иметь вид осадка. Составьте уравнение реакции, сделайте вывод о возможности реакции солей со щелочами.

Опыт 4. Взаимодействие солей с другими солями.

Для изучения данного свойства солей нам понадобятся две растворимые соли. Смешаем в пробирке растворы: хлорида кальция и карбоната натрия объемом по $1-2 \text{ см}^3$. Какой признак указывает на то, что реакция произошла?

Составьте уравнение реакции, сделайте вывод о возможности взаимодействия солей с другими солями. Проверьте, возможна ли реакция между хлоридом натрия и карбонатом калия.

Оформите отчет о проделанной работе.

Опыт 1. Взаимодействие солей с металлами.

При погружении железного гвоздя в раствор сульфата меди(II) ($CuSO_4$) происходит реакция замещения. Железо является более активным металлом, чем медь (согласно электрохимическому ряду напряжений металлов), поэтому оно вытесняет медь из раствора её соли. На поверхности железного гвоздя наблюдается образование налета меди красно-коричневого цвета.

Уравнение реакции:

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

Вывод: Реакции между растворами солей и металлами возможны, если металл, вступающий в реакцию, является более активным (стоит левее в ряду активности металлов), чем металл, входящий в состав соли.

Использовать серебро ($Ag$) вместо железа для данной реакции нельзя. Серебро — менее активный металл, чем медь (стоит правее в ряду активности). Следовательно, серебро не способно вытеснить медь из раствора её соли. Реакция $Ag + CuSO_4$ не пойдет.

Ответ: На гвозде образуется красный налет меди. Уравнение: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$. Реакция возможна, если металл активнее металла в соли. Использовать серебро нельзя, так как оно менее активно, чем медь.

Опыт 2. Взаимодействие солей с кислотами.

При добавлении соляной кислоты ($HCl$) к мелу (карбонату кальция, $CaCO_3$) наблюдается бурная реакция с выделением бесцветного газа без запаха — это углекислый газ ($CO_2$). Также происходит растворение твердого мела. Это и есть признак химической реакции.

Протекание реакции возможно, так как она является реакцией ионного обмена, в результате которой образуется слабая и неустойчивая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая тут же разлагается на воду и углекислый газ ($CO_2 \uparrow$). Образование газа является одним из условий протекания реакций ионного обмена до конца.

Уравнение реакции:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Вывод: Реакции солей с кислотами возможны, если в результате реакции образуется осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (например, вода). Обычно более сильная кислота вытесняет более слабую из её соли.

Использовать сульфат кальция ($CaSO_4$) для этой реакции нельзя. Сульфат кальция — соль сильной серной кислоты. Соляная кислота ($HCl$) также является сильной кислотой. Реакция обмена между солью сильной кислоты и другой сильной кислотой не пойдет, так как не образуется ни осадка, ни газа, ни воды. Продукты реакции ($CaCl_2$ и $H_2SO_4$) растворимы и являются сильными электролитами.

Ответ: Признак реакции — выделение газа ($CO_2$). Реакция возможна, так как образуется газ. Уравнение: $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$. Реакция возможна при образовании осадка, газа или воды. Использовать сульфат кальция нельзя, так как не выполняются условия протекания реакции обмена.

Опыт 3. Взаимодействие солей со щелочами.

При смешивании раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) с раствором гидроксида натрия ($NaOH$) происходит реакция ионного обмена. Оба исходных вещества растворимы в воде. В результате реакции образуется нерастворимое в воде вещество — гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$), который выпадает в виде голубого студенистого осадка.

Уравнение реакции:

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

Вывод: Реакции между солями и щелочами возможны, если оба исходных вещества (соль и щелочь) растворимы в воде, а в результате реакции образуется нерастворимый продукт (осадок).

Ответ: Образуется голубой осадок гидроксида меди(II). Уравнение: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$. Реакция возможна, если исходные вещества растворимы, а один из продуктов — нерастворим.

Опыт 4. Взаимодействие солей с другими солями.

При смешивании растворов хлорида кальция ($CaCl_2$) и карбоната натрия ($Na_2CO_3$) наблюдается образование белого осадка. Этот осадок — карбонат кальция ($CaCO_3$), который нерастворим в воде. Это является признаком протекания химической реакции.

Уравнение реакции:

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

Вывод: Реакции взаимодействия двух солей возможны, если обе исходные соли растворимы в воде, а в результате реакции обмена образуется хотя бы один нерастворимый продукт (осадок).

Проверим возможность реакции между хлоридом натрия ($NaCl$) и карбонатом калия ($K_2CO_3$). Оба исходных вещества растворимы. Предполагаемая реакция:

$2NaCl + K_2CO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + 2KCl$

Все возможные продукты реакции — карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и хлорид калия ($KCl$) — также являются растворимыми в воде солями. Поскольку в результате реакции не образуется ни осадка, ни газа, ни воды, данная реакция не протекает. В растворе просто будут находиться ионы $Na^+$, $Cl^-$, $K^+$, $CO_3^{2-}$.

Ответ: Признак реакции — выпадение белого осадка. Уравнение: $CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$. Реакция возможна, если исходные соли растворимы, а один из продуктов — нерастворим. Реакция между хлоридом натрия и карбонатом калия невозможна, так как все продукты растворимы.

Оформление отчета о проделанной работе.

Отчет о проделанной работе должен включать название и цель работы, перечень оборудования и реактивов, а также подробное описание каждого из четырех опытов. Для каждого опыта необходимо указать наблюдаемые явления, составить уравнение реакции и сделать вывод о возможности протекания данного типа реакций, как это было представлено в решениях выше.