ГДЗ по Химии 8 Класс Практическая работа 7 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Опыт 1
Возьмите три пробирки и налейте в каждую по 2—3 мл раствора: в 1-ю — сульфата меди (II), во 2-ю — хлорида калия, в 3-ю — сульфата алюминия. Затем в каждую пробирку добавьте: в 1-ю — немного раствора гидроксида натрия, во 2-ю — раствора фосфата натрия, а в 3-ю — раствора хлорида бария. Что наблюдаете?
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций. Сделайте вывод.

Опыт 2
В две пробирки налейте по 2—3 мл растворов сульфита натрия и карбоната натрия соответственно. Затем прилейте в каждую из них раствор азотной кислоты. Что наблюдаете?
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций. Сделайте вывод.

Опыт 3
В одну пробирку налейте 3—4 мл раствора гидроксида натрия и добавьте две-три капли фенолфталеина. Раствор приобретает малиновый цвет. Затем прилейте соляную кислоту или раствор серной кислоты до обесцвечивания.
В другую пробирку налейте примерно 2—3 мл сульфата меди (II) и добавьте немного раствора гидроксида натрия. Образуется голубой осадок гидроксида меди (II). Прилейте в пробирку серную кислоту до растворения осадка.
Составьте уравнения происходящих реакций в молекулярном и ионном виде. Поясните, почему в первой пробирке произошло обесцвечивание, а во второй — растворение осадка. Каким общим свойством обладают растворимые и нерастворимые основания?

Опыт 1

В первой пробирке наблюдается образование синего осадка:
\( \text{CuSO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow \)
Синяя окраска.
\( \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow \)
\( \text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow \)

Во второй пробирке изменений не происходит:
\( 3\text{KCl} + \text{Na}_3\text{PO}_4 \rightleftharpoons \text{K}_3\text{PO}_4 + 3 \text{NaCl} \)
\( 3\text{K}^+ + 3\text{Cl}^- + 3\text{Na}^+ + \text{PO}_4^{3-} \rightleftharpoons 3\text{K}^+ + \text{PO}_4^{3-} + 3\text{Na}^+ + 3\text{Cl}^- \)

В третьей пробирке образуется белый осадок:
\( \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{BaCl}_2 \rightarrow 3\text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{AlCl}_3 \)
Белый осадок.
\( 2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_4^{2-} + 3\text{Ba}^{2+} + 6\text{Cl}^- \rightarrow 3\text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{Al}^{3+} + 6\text{Cl}^- \)
\( \text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow \)

Таким образом, реакция завершается, когда образуется осадок.

Опыт 2

В обеих пробирках происходит выделение пузырьков газа; в первой пробирке также ощущается неприятный запах.

\( \text{Na}_2\text{SO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow \)
Запах сернистого газа.
\( 2\text{Na}^+ + \text{SO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^{-} \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{NO}_3^{-} + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow \)
\( 2\text{H}^+ + \text{SO}_3^{2-} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow \)

Во второй пробирке также выделяется газ:
\( \text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \)
Выделение пузырьков углекислого газа.
\( 2\text{Na}^+ + \text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^{-} \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{NO}_3^{-} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \)
\( 2\text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \)

Таким образом, реакция завершается, если в результате образуется газ.

Опыт 3

Растворимые основания (щелочи) окрашивают фенолфталеин в малиновый цвет. При добавлении кислоты происходит реакция нейтрализации, в результате которой щелочь исчезает, а образуются соль и вода:

\( \text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \)
Обесцвечивание фенолфталеина.
Малиновый цвет раствора исчезает.

\( \text{Na}^+ + \text{OH}^- + \text{H}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^- + \text{H}_2\text{O} \)
\( \text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} \)

Таким образом, малиновая окраска исчезает.

Гидроксид меди (II) является нерастворимым основанием:

\( \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4 \)
Синий осадок.
\( \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} \)
\( \text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow \)

Тем не менее, он растворяется в растворах сильных кислот с образованием соли и воды:

\( \text{Cu(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \)
\( \text{Cu(OH)}_2 + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{H}_2\text{O} \)
\( \text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} \)

Таким образом, как растворимые, так и нерастворимые основания могут реагировать с кислотами, образуя соль и воду.

Представленные эксперименты демонстрируют ключевые признаки протекания химических реакций обмена в растворах, а также условия их завершения.

Опыт 1: Образование осадка

Наблюдения:

— В первой пробирке: Происходит образование синего осадка гидроксида меди(II) (\(\text{Cu(OH)}_2\)) при взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом натрия.

• Молекулярное уравнение: \(\text{CuSO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow\)
• Ионное уравнение: \(\text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow\)
• Сокращенное ионное уравнение: \(\text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow\)

— Во второй пробирке: Видимых изменений не наблюдается при смешивании хлорида калия с фосфатом натрия, что указывает на отсутствие химической реакции.

• Молекулярное уравнение: \(\text{3KCl} + \text{Na}_3\text{PO}_4 \rightleftharpoons \text{K}_3\text{PO}_4 + 3 \text{NaCl}\)
• Ионное уравнение: \(\text{3K}^+ + 3\text{Cl}^- + 3\text{Na}^+ + \text{PO}_4^{3-} \rightleftharpoons 3\text{K}^+ + \text{PO}_4^{3-} + 3\text{Na}^+ + 3\text{Cl}^-\)

— В третьей пробирке: Образуется белый осадок сульфата бария (\(\text{BaSO}_4\)) при реакции сульфата алюминия с хлоридом бария.

• Молекулярное уравнение: \(\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{BaCl}_2 \rightarrow 3\text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{AlCl}_3\)
• Ионное уравнение: \(\text{2Al}^{3+} + 3\text{SO}_4^{2-} + 3\text{Ba}^{2+} + 6\text{Cl}^- \rightarrow 3\text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{Al}^{3+} + 6\text{Cl}^-\)
• Сокращенное ионное уравнение: \(\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow\)

Вывод: Реакция обмена в растворе протекает до конца (завершается), если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок).

Опыт 2: Выделение газа
Наблюдения:

— В первой пробирке: Наблюдается выделение пузырьков газа с неприятным запахом (сернистый газ, \(\text{SO}_2\)) при реакции сульфита натрия с азотной кислотой.

• Молекулярное уравнение: \(\text{Na}_2\text{SO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow\)
• Ионное уравнение: \(\text{2Na}^+ + \text{SO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^{-} \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{NO}_3^{-} + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow\)
• Сокращенное ионное уравнение: \(\text{2H}^+ + \text{SO}_3^{2-} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow\)

— Во второй пробирке: Также выделяются пузырьки газа (углекислый газ, \(\text{CO}_2\)) при реакции карбоната натрия с азотной кислотой.

• Молекулярное уравнение: \(\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow 2\text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow\)
• Ионное уравнение: \(\text{2Na}^+ + \text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^{-} \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{NO}_3^{-} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow\)
• Сокращенное ионное уравнение: \(\text{2H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow\)

Вывод: Реакция обмена в растворе считается завершенной, если в результате образуется газообразное вещество.

Опыт 3

Первая пробирка

1. Процедура: В пробирку добавляют 3-4 мл раствора гидроксида натрия \((\text{NaOH})\) и несколько капель фенолфталеина. Раствор становится малиновым.

2. Реакция: При добавлении кислоты (например, соляной \((\text{HCl})\) или серной \((\text{H}_2\text{SO}_4)\)) происходит реакция нейтрализации:

\( \text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \)

3. Ионное уравнение: Полное ионное уравнение:

\( \text{Na}^+ + \text{OH}^- + \text{H}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^- + \text{H}_2\text{O} \)

Сокращенное ионное уравнение:

\( \text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} \)

4. Обесцвечивание: Обесцвечивание фенолфталеина происходит, потому что в результате нейтрализации образуется вода, и щелочная среда (где фенолфталеин имеет малиновый цвет) исчезает. Фенолфталеин становится бесцветным в кислой среде.

Вторая пробирка

1. Процедура: Во второй пробирке добавляют 2-3 мл раствора сульфата меди (II) \((\text{CuSO}_4)\) и немного раствора гидроксида натрия. Образуется голубой осадок гидроксида меди (II) \((\text{Cu(OH)}_2)\):

\( \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4 \)

2. Ионное уравнение:

Полное ионное уравнение:

\( \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} \)

Сокращенное ионное уравнение:

\( \text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow \)

3. Растворение осадка: При добавлении серной кислоты в пробирку с осадком гидроксида меди (II) происходит растворение осадка:

\( \text{Cu(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \)

4. Ионное уравнение для растворения:

Полное ионное уравнение:

\( \text{Cu(OH)}_2 + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{H}_2\text{O} \)

Сокращенное ионное уравнение:

\( \text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} \)

5. Объяснение: Гидроксид меди (II) является нерастворимым основанием и образует осадок, однако он растворяется в сильных кислотах, таких как серная кислота. Это связано с тем, что кислота предоставляет ионы водорода, которые реагируют с гидроксидами, образуя воду и растворимые соли.

Общее свойство

Как растворимые, так и нерастворимые основания обладают общим свойством взаимодействовать с кислотами, образуя соль и воду. Это свойство называется нейтрализацией. В результате реакции нейтрализации в обеих пробирках происходит образование соли и воды, что подтверждает универсальность этого химического процесса для различных типов оснований.

Общий вывод:

Представленные эксперименты наглядно демонстрируют основные признаки необратимого протекания химических реакций обмена в растворах: образование нерастворимого вещества (осадка), выделение газообразного вещества и образование малодиссоциирующего вещества (воды), что приводит к исчезновению исходных ионов из раствора.