Как доказать наличие углекислого газа в сосуде
Углекислый газ в лаборатории получают, приливая
1. соляную кислоту к мелу:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
2. соляной или серной кислоты к соде:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
Закрываем пробирку, где идет реакция, пробкой с газоотводной трубкой. Трубку опускаем в колбу (углекислый газ тяжелее воздуха), горлышко желательно прикрыть куском ваты.
Доказываем наличие углекислого газа, приливая в колбу прозрачный раствор известковой воды, взбалтываем. Известковая вода мутнеет вследствие образования нерастворимого карбоната кальция:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
Билет № 22
Натрий: положение этого химического элемента в периодической системе, строение его атома, физические свойства. Химические свойства натрия: взаимодействие с неметаллами, водой.
Положение в периодической системе: натрий находится в 3 периоде, I группе, главной (А) подгруппе.
Атомный номер натрия 11, следовательно, заряд атома натрия равен + 11, число электронов 11. Три электронных уровня (равно периоду), на внешнем уровне 1 электрон (равно номеру группы для главных подгрупп).
Схема расположения электронов по уровням:
11Na ) ) )
2 8 1
Ядро атома натрия 23Na содержит 11 протонов (равно заряду ядра) и 12 нейтронов (атомная масса минус число протонов: 23 – 11 = 12).
Простое вещество натрий – металл серебристо-белого цвета, легкий (плотность 0,97 г/см3 – легче воды), мягкий (легко режется ножом), легкоплавкий (температура плавления 98оC).
Натрий, как и все щелочные металлы, – сильный восстановитель. Он энергично реагирует с неметаллами:
1. При нагревании до 180оС в умеренном количестве кислорода образуется оксид натрия:
4Na + O2 = 2Na2O
2. Натрий горит на воздухе с образованием пероксида натрия:
2Na + O2 = Na2O2
Натрий хранят под слоем керосина.
3. Расплавленный натрий в хлоре сгорает с ослепительной вспышкой (можно говорить проще – реагирует с хлором при нагревании), на стенках сосуда образуется белый налет хлорида натрия:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Натрий может взрываться при растирании с порошком серы (образуется сульфид натрия):
2Na + S = Na2S
Натрий при нагревании восстанавливает водород, образуется гидрид натрия:
2Na + H2 = 2NaH
Если небольшой кусочек натрия поместить в воду, он бурно реагирует с водой. Металл плавится от выделяющейся теплоты и «бегает» по поверхности воды. Образуется раствор гидроксида натрия:
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2↑
Натрий в природе содержится в различных минералах, в виде соли в морской воде. В человеческом организме соли натрия входят в состав плазмы крови, лимфу.
Применяется в атомной энергетике и в виде соединений (поваренной соли NaCl, соды Na2CO3 и др.)
2. Опыт. Осуществление превращения: соль → нерастворимое основание → оксид металла.
Для получения нерастворимого основания, к раствору соли добавляем гидроксид натрия. Полученный осадок нагреваем на спиртовке, он разлагается с образованием оксида.
Лучше взять сульфат или хлорид меди (II):
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Выпадает синий осадок гидроксида меди (II). При нагревании осадок чернеет в результате образования черного оксида меди (II):
Cu(OH)2 = CuO + H2O
Билет № 23
1. Круговорот химических элементов в природе (на примере углерода или азота). Роль живых существ в круговороте химических элементов.
Углерод в природе содержится в различных осадочных горных породах: меле, известняке. Большое количество углерода входит в состав растительной биомассы. Содержание в атмосфере углекислого газа сравнительно невелико – менее 1 % (точнее 0,03 % по объему), но именно этот углерод приковывает сегодня внимание ученых.
Углекислый газ необходим растениям для фотосинтеза. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества, служащие источником питания для всех живых организмов. В то же время углекислый газ способен вызывать парниковый эффект.
Это связано с тем, что солнечный свет проходит сквозь атмосферу, нагревает земную поверхность, которая отдает в космос избыток тепла в виде инфракрасных тепловых лучей. Углекислый газ пропускает солнечный свет, но задерживает инфракрасное излучение. В результате повышения концентрации CO2 может произойти глобальное потепление климата, угрожающее таянием полярных льдов. Это вызовет подъем уровня океана и затопление больших площадей суши.
Фотосинтез – основной процесс, постоянно изымающий углекислый газ из атмосферы. В настоящее время происходит сокращение площади лесов, что особенно пагубно – влажных тропических лесов. Загрязнение поверхности океана нефтепродуктами препятствует нормальному газообмену и фотосинтезу водорослей.
В то же время неуклонно растет потребление ископаемого топлива: природного газа, нефти, каменного угля, – при сжигании которого в атмосферу выбрасывается углекислый газ. Углекислый газ выделяется также при гниении органических веществ, дыхании животных и человека.
В создавшейся ситуации, важную роль в регуляции содержания CO2 в атмосфере играют донные отложения карбоната кальция, образующиеся при отмирании мелких морских беспозвоночных. При повышении содержания в атмосфере углекислого газа, он растворяется в воде, известняк вступает с ним в реакцию с образованием гидрокарбонатов, что связывает избыток углекислоты:
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
Если в атмосфере возникает недостаток углекислого газа, равновесие смещается влево, гидрокарбонаты разлагаются с освобождением CO2.
Эти процессы можно представить в виде схемы:
Источник
Серная кислота, ее химические свойства в свете представлений об электролитической диссоциации и окислительно-восстановительных реакциях (взаимодействие с металлами, оксидами металлов, основаниями и солями).
Билет № 21
Опыт. Распознавание среди трех предложенных веществ кислоты и щелочи.
1. Разделяем каждый раствор пополам, т.е. получаем два набора по три пробирки.
2. Чтобы распознать среди трех растворов кислоту, капаем в первые три пробирки индикатор лакмус синий или метилоранж (метиловый оранжевый). В пробирке с кислотой индикатор покраснеет.
3. Чтобы распознать щелочь, капаем в оставшиеся три пробирки индикатор фенолфталеин (ф-ф). В пробирке со щелочью он станет малиновым.
Можно воспользоваться универсальным индикатором: капаем исследуемый раствор на полоску индикаторной бумаги и сравниваем со шкалой, делаем вывод о наличии кислоты или щелочи.
Серная кислота – важнейший продукт химической промышленности. Формула серной кислоты H2SO4. Бесцветная маслянистая жидкость, тяжелее воды. При смешивании с водой образуются гидраты, происходит сильное разогревание, поэтому категорически запрещено вливать воду в концентрированную серную кислоту. Следует вливать серную кислоту в воду тонкой струйкой при постоянном перемешивании.
Серная кислота отнимает воду от органических веществ, обугливая их. В промышленности способность концентрированной серной кислоты связывать воду используется для осушения газов.
Серная кислота – сильный электролит, в водном растворе диссоциирует полностью. Окрашивает индикаторы лакмус и метилоранж в красный цвет.
Строго говоря, отщепляется один ион водорода (диссоциация по второй ступени очень мала):
H2SO4 = H+ + HSO4–
Металлы, расположенные в ряду напряжений левее водорода, вытесняют из растворов серной кислоты водород:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ (образуется соль – сульфат цинка)
Окислителем в данной реакции является водород кислоты:
Zn0 + H2+1SO4 = Zn+2SO4 + H20↑
Концентрированная серная кислота взаимодействует при нагревании и с металлами правее водорода, кроме золота и платины. Окислителем будет сера. В реакции с медью восстанавливается до оксида серы (IV):
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (выделяется бесцветный газ)
с указанием степеней окисления:
Cu0 + 2H2S+6O4 = Cu+2SO4 + S+4O2↑ + 2H2O
При концентрации близкой к 100% серная кислота пассивирует железо, реакция не идет.
С оксидами металлов реакция протекает с образованием соли и воды:
MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
в ионном виде (оксиды на ионы не раскладываем!):
MgO + 2H+ + SO42– = Mg2+ + SO42– + H2O
MgO + 2H+ = Mg2+ + H2O
Серная кислота реагирует с основаниями, с образованием соли и воды:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
в ионном виде:
2Na+ + 2OH– + 2H+ + SO42–= 2Na+ + SO42–+ 2H2O
OH– + H+ = H2O
Качественной реакцией на сульфат-ион является взаимодействие с солями бария – выпадает белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимый в азотной кислоте:
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl
2H+ + SO42– + Ba2+ + 2Cl – = BaSO4↓ + 2H+ + 2Cl –
SO42– + Ba2+ = BaSO4↓
Серная кислота используется для получения многих кислот, так как вытесняет их из солей. В лаборатории так можно получать соляную кислоту (при нагревании, с последующим растворением в воде выделяющегося хлороводорода) и др.:
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl↑
сокращенное ионное уравнение:
Cl – + H+ = HCl↑
Серная кислота применяется в промышленности для очистки нефтепродуктов, поверхности металлов перед нанесением покрытий, очистки (рафинирования) меди, в производстве удобрений, глюкозы и пр.
Углекислый газ в лаборатории получают, приливая
1. соляную кислоту к мелу:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
2. соляной или серной кислоты к соде:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
Закрываем пробирку, где идет реакция, пробкой с газоотводной трубкой. Трубку опускаем в колбу (углекислый газ тяжелее воздуха), горлышко желательно прикрыть куском ваты.
Доказываем наличие углекислого газа, приливая в колбу прозрачный раствор известковой воды, взбалтываем. Известковая вода мутнеет вследствие образования нерастворимого карбоната кальция:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
Источник
Цель урока:
- Систематизировать знания о физических свойствах углекислого газа.
- Повторить понятия «простое» и «сложное» вещества, «оксиды».
- Познакомиться со способами получения углекислого газа.
- Получить углекислый газ и доказать наличие углекислого газа в сосуде.
Приложение 1 (слайд 2).
Молекулярная формула углекислого газа СО2 .
Проанализируйте молекулярную формулу этого вещества и ответьте на вопросы:
- Какой качественный и количественный состав углекислого газа?
- Углекислый газ – это простое или сложное вещество?
- К каким веществам его можно отнести? (проанализируйте качественный и количественный состав молекулы углекислого газа)
Физические свойства углекислого газа СО2 (слайд 3).
Какие свойства относятся к физическим свойствам?
Углекислый газ –
- это……….,
- цвет………,
- вкус……….. и
- запах…………,
- (растворим или нет) …………в воде.
Раствор углекислого газа в воде называют угольной кислотой. Именно ее вы пьете под названием «газированная вода», именно углекислый газ используют для газирования воды.
(Слайд 4)
Углекислый газ можно сделать жидким. Как?
Твердый углекислый газ называют «сухой лед» – это твердое вещество, напоминающее снег. При обычной температуре он переходит в газообразное состояние, минуя жидкое. Это явление называется «возгонка».
Важное химическое свойство углекислого газа (вспомните природоведение) – он
(поддерживает / не поддерживает) …………… горение.
Получение углекислого газа (Слайд 5).
Углекислый газ можно получить различными способами: (слайд 6)
1. Рассмотрите возможные способы получения углекислого газа.
2. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций, укажите простые и сложные вещества.
Способы получения углекислого газа | Уравнение реакции | Простые вещества | Сложные вещества |
горение угля (углерода) | С + О2 СО2 | ||
горение природного газа метана | CH4 + O2 СО2 + Н2О | ||
разложение известняка (мела, мрамора) при нагревании | CaCO3 СО2 + CaO | ||
взаимодействие известняка с кислотами | CaCO3 + HCl СО2+ CaCl2 + H2O | ||
взаимодействие соды с кислотой | NaHCO3 + HCl NaCl + CO2+ H2O | ||
разложением малахита при нагревании | Cu2CO3(OH)2CuO + …….+ ……. |
3. Запишите последнее уравнение реакции, если известно, что при разложении малахита получаются три оксида. Какие это оксиды? Расставьте коэффициенты.
(Слайд 7)
А как можно определить, что выделяющийся газ – углекислый газ, если у него нет ни запаха, ни цвета, ни вкуса?
Какое важное свойство углекислого газа (о котором говорилось ранее) вам известно? (отношение к горению)
Если тлеющую лучинку опустить в сосуд с углекислым газом, то лучинка ……………… .
Какая лучинка называется тлеющей?
(Слайды 8, 9)
Лабораторный опыт «Получение углекислого газа и обнаружение его в сосуде»
1. Инструктаж по технике безопасности. Повторить приемы обращения со спиртовкой, правила обращения с лабораторным оборудованием (лабораторной посудой).
2. Лабораторный опыт.
Получить углекислый газ можно взаимодействием мела, мрамора, питьевой соды с кислотами.
Обнаружить присутствие углекислого газа в сосуде можно с помощью:
А) Тлеющей лучинки. Если при опускании в сосуд тлеющая лучинка ……………., следовательно, в сосуде присутствует углекислый газ.
Б) Известковой воды. Из курса природоведения вспомните, что происходит с известковой водой, если через нее пропустить углекислый газ?
План выполнения работы: (слайд 10)
- Насыпьте в химический стакан мел, мрамор или питьевую соду.
- Зажгите спиртовку
- Приготовите тлеющую лучинку
- Добавьте в химический стакан раствор кислоты.
- Опустите в стакан над раствором тлеющую лучинку.
По разрешению учителя начните выполнять работу. Отчет о ней оформите в вашей тетради в виде таблицы. Сделайте пояснительные надписи к рисунку (слайд 11).
| Рисунок прибора с обозначением, уравнение реакции. | Что наблюдаю |
1. Получение углекислого газа | ||
2.Обнаружение углекислого газа |
(Слайд 12)
Вывод:
1) Углекислый газ в лаборатории можно получить
2) Определить наличие углекислого газа в сосуде можно ……………………….. или ………………………………… .
Найдите уравнение реакции по которому вы получили углекислый газ и запишите его:
Источник
Вариант 1
Опыт 1
Получение, собирание и распознавание водорода
Соберите прибор для получения газов и проверьте его на герметичность. В пробирку положите 1-2 гранулы цинка и прилейте в неё 1-2 мл соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой (см. рис. 76) и наденьте на кончик трубки ещё одну пробирку. Подождите некоторое время, чтобы пробирка заполнилась выделяющимся газом.
Снимите пробирку с газоотводной трубки и, не переворачивая её, немного наклонив, поднесите отверстием к горящей спиртовке. Если в пробирке находится чистый водород, то раздастся глухой хлопок, если “лающий” звук – водород собран в смеси с воздухом, т. е. в пробирке собран “гремучий газ”.
Вопросы и задания:
1. Что происходит при взаимодействии цинка с соляной кислотой? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Рассмотрите записанную реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления.
3. Опишите физические свойства водорода, непосредственно наблюдаемые при проведении опыта.
4. Опишите, как можно распознать водород.
Опыт 2
Получение, собирание и распознавание аммиака
Соберите прибор, как показано на рисунке 168, и проверьте его на герметичность.
В фарфоровую чашку насыпьте хлорид аммония и гидроксид кальция объёмом по одной ложечке для сжигания веществ. Смесь перемешайте стеклянной палочкой и высыпьте в сухую пробирку. Закройте её пробкой и укрепите в лапке штатива (обратите внимание на наклон пробирки относительно отверстая!). На газоотводную трубку наденьте сухую пробирку для собирания аммиака.
Сначала 2-3 движениями пламени прогрейте всю пробирку со смесью хлорида аммония и гидроксида кальция, а затем нагревайте только в том месте, где находится смесь.
Для обнаружения аммиака поднесите к отверстию перевёрнутой вверх дном пробирки влажную фенолфталеиновую бумажку.
Прекратите нагревание смеси. Пробирку, в которой собран аммиак, снимите с газоотводной трубки. Конец газоотводной трубки сразу же закройте кусочком мокрой ваты.
Немедленно закройте отверстие снятой пробирки большим пальцем, погрузите пробирку отверстием вниз в сосуд с водой и освободите отверстие пробирки. Что вы наблюдаете? Почему вода в пробирке поднялась? Закройте пальцем отверстие пробирки под водой и выньте её из сосуда. Переверните пробирку и добавьте в неё 2-3 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдаете?
Проведите аналогичную реакцию между растворами щёлочи и соли аммония при нагревании. Поднесите к отверстию пробирки влажную индикаторную бумажку. Что наблюдаете?
Вопросы и задания:
1. Что происходит при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида кальция? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Опишите физические свойства аммиака, непосредственно наблюдаемые в опыте.
3. Опишите не менее двух способов распознавания аммиака.
Вариант 2
Опыт 1
Получение, собирание и распознавание кислорода.
Соберите прибор, как показано на рисунке 109, и проверьте его на герметичность. Пробирку примерно на ¼ объёма заполните перманганатом калия KMnO4, у отверстия пробирки расположите рыхлый комочек ваты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Укрепите пробирку в лапке штатива так, чтобы конец газоотводной трубки доходил почти до дна сосуда для сбора кислорода.
Сначала 2-3 движениями пламени прогрейте всю пробирку с KMnO4, а затем нагревайте только в том месте, где находится вещество.
Наличие кислорода в сосуде проверяйте тлеющей лучинкой.
Вопросы и задания:
1. Что происходит при нагревании перманганата калия? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Рассмотрите записанную реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления.
3. Опишите физические свойства кислорода, непосредственно наблюдаемые в опыте.
4. Опишите, как вы распознавали кислород.
Опыт 2
Получение, собирание и распознавание оксида углерода (IV).
В пробирку поместите несколько кусочков мела или мрамора и прилейте 1-2 мл разбавленной соляной кислоты. Быстро закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки опустите в другую пробирку с 2-3 мл известковой воды.
Несколько минут наблюдайте, как через известковую воду проходят пузырьки газа.
Вопросы и задания:
1. Что происходит при взаимодействии мела или мрамора с соляной кислотой? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Рассмотрите проведённую реакцию в свете теории электролитической диссоциации.
3. Опишите физические свойства оксида углерода (IV), непосредственно наблюдаемые в опыте.
4. Опишите, каким способом вы распознавали оксид углерода (IV).
Ответ
Вариант 1
Опыт 1
1) При взаимодействии цинка с соляной кислотой выделяется газ:
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2↑
Реакция замещения, экзотермическая, необратимая, гетерогенная, некаталитическая, окислительно-восстановительная.
| 2) Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2↑ | ||
| 2H+ + 2ē ⟶ H20 | 1 | окислитель (восстановление) |
| Zn0 – 2ē ⟶ Zn+2 | 1 | восстановитель (окисление) |
3) Водород при нормальных условиях – газ, не имеющий цвета и запаха, который легче воздуха.
4) Распознать водород можно по звуку горения в пробирке, если в пробирке находится чистый водород, то раздастся глухой хлопок, если “лающий” звук – водород собран в смеси с воздухом, т. е. в пробирке собран “гремучий газ”.
Опыт 2
1) При взаимодействии хлорида аммония и гидроксида кальция образуется аммиак:
2NH4Cl + Ca(OH)2 ⟶ CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- ⟶ Ca2+ + 2Cl- + 2NH3↑ + 2H2O
NH4+ + OH- ⟶ NH3↑ + H2O
2) Аммиак при нормальных условиях – газ, который легче воздуха, не имеющий цвета, обладающий резким запахом.
3) Распознать аммиак можно по запаху и с помощью раствора фенолфталеина, в при растворении аммиак окрасит его в малиновый цвет.
Вариант 2
Опыт 1
1) При нагревании перманганата калия он разлагается с образованием кислорода:
2KMnO4 t ⟶ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Реакция разложения, эндотермическая, необратимая, гетерогенная, некаталитическая, окислительно-восстановительная.
| 2) 2KMnO4 t ⟶ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ | ||
| Mn+7 + 3ē ⟶ Mn+4 | 1 | окислитель (восстановление) |
| Mn+7 + 1ē ⟶ Mn+6 | ||
| 2O-2 – 4ē ⟶ O20 | 1 | восстановитель (окисление) |
3) Кислород при нормальных условиях – газ, не имеющий цвета и запаха, который тяжелее воздуха.
4) Наличие кислорода в сосуде подтвердили с помощью тлеющей лучинкой, она вспыхнула.
Опыт 2
1) При взаимодействии мела с соляной кислотой выделяется углекислый газ:
CaCO3 + 2HCl ⟶ CaCl2 + H2O + CO2↑
Реакция обмена, экзотермическая, необратимая, гетерогенная, некаталитическая, не окислительно-восстановительная.
2) CaCO3 + 2H+ + 2Cl- ⟶ Ca2+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2H+ ⟶ Ca2+ + H2O + CO2↑
3) Оксид углерода (IV) при нормальных условиях – газ, не имеющий цвета и запаха, который тяжелее воздуха.
4) Распознали оксид углерода (IV) с помощью известковой воды, в результате реакции образовался осадок белого цвета:
CO2 + Ca(OH)2 ⟶ CaCO3 + H2O
Источник