Рассмотрим вариант решения задания из учебника Габриелян, Остроумов, Сладков 11 класс, Просвещение: Практическая работа 1 РЕШЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ» Вариант 1 1. Используя раствор серной кислоты и два соединения разных классов, получите сульфат меди(П) двумя реакциями обмена. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций, отметьте признаки и условия их протекания. Обоснуйте, почему эти реакции относятся к окислительно-восстановительным. Используя серную кислоту, сульфат меди можно получить из чистой меди или из оксида меди (II). При внесении медной проволоки в раствор серной кислоты появляется голубая окраска, что свидетельствует об образовании сульфата: Cu0 + 2H2S6+O4 = Cu2+SO4 + S4+O2 + 2H2O Cu + 2H+ + 2SO42- = Cu2+ + SO42- + 2H2O Реакция является окислительно-восстановительной, т.к. медь и сера меняют свои степени окисления: сера окисляет медь. При внесении небольшой порции оксида меди (II) в раствор серной кислоты порошок оксида начинает растворяться, при этом появляется голубая окраска, что свидетельствует о протекании реакции: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O CuO + 2H+ + SO42- = Cu2+ + SO42- + H2O CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O Реакция не является окислительно-восстановительной, т.к. элементы не изменяют своих степеней окисления. 2. Используя пероксид водорода и неорганический катализатор, получите кислород и докажите его наличие. Охарактеризуйте реакцию по всем классификационным признакам. В раствор перекиси вносят небольшое количество неорганического катализатора – оксида марганца (IV) MnO2 и наблюдают интенсивное выделение пузырьков газа, что свидетельствует о каталитическом разложении пероксида водорода с образованием кислорода (тлеющая лучина при поднесении к раствору вспыхивает). 2H2O2 жидк. > 2H2O жидк. + O2^ г. +Q Это реакция разложения, экзотермическая, каталитическая, гетерогенная, необратимая, окислительно-восстановительная. 3. Исследуйте растворы хлорида и карбоната натрия, а также хлорида цинка с помощью индикаторной бумаги. Объясните результаты исследований, запишите уравнения химических процессов. Карбонат натрия дает щелочную среду (лакмус синий, индикаторная бумага синяя), т.к. он образован сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуется по аниону: CO32- + H2O = HCO3- + OH- Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH (щелочная среда) Хлорид натрия NaCl дает нейтральную среду (лакмус фиолетовый, индикаторная бумага желто-зеленая), т.к. соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, не гидролизуется. Хлорид цинка дает кислую среду (лакмус красный, индикаторная бумага красная), т.к. это соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, и гидролизуется по катиону: Zn2+ + H2O = ZnOH+ + H+ ZnCl2 + H2O = ZnOHCl + HCl (кислая среда) 4. Предложите и экспериментально осуществите проект исследования зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ на основе реакции соляной кислоты с цинком. Запишите молекулярное и ионное уравнения реакции, отметьте признаки и условия её протекания. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель. В пробирки наливают разбавленную и концентрированную соляную кислоту. Вносят в каждую пробирку несколько гранул цинка. Наблюдают более интенсивное выделение пузырьков газа в пробирке с концентрированной кислотой, что свидетельствует об увеличении скорости реакции при увеличении концентрации исходного вещества. Zn0 + 2H+Cl = Zn2+Cl2 + H20^ Zn + 2H+ + 2Cl- = Zn2+ + 2Cl- + H2^ Zn + 2H+ = Zn2+ + H2^ 2H+ + 2e > H20 – окислитель Zn0 – 2e > Zn2+ – восстановитель Вариант 2 1. Используя стальные канцелярские скрепки и два соединения разных классов, получите сульфат железа(П) двумя реакциями замещения. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций, отметьте признаки и условия их протекания. Составьте электронные балансы, укажите окислитель и восстановитель. Используя канцелярские скрепки, сульфат железа можно получить, растворив их в серной кислоте или в растворе сульфата меди (II). При внесении скрепки в раствор серной кислоты начинается выделение пузырьков газа, что свидетельствует о растворении железа: Fe0 + H2+SO4 = Fe2+SO4 + H20^ Fe0 + 2H+ + SO42- = Fe2+ + SO42- + H20^ Fe0 + 2H+ = Fe2+ + H20^ 2H+ + 2e > H20 – окислитель Fe0 – 2e > Fe2+ – восстановитель Реакция является окислительно-восстановительной, т.к. железо и водород меняют свои степени окисления: водород окисляет железо. При внесении скрепки в раствор сульфата меди (II) скрепка покрывается красноватым налетом меди, что свидетельствует о замещении более активным железом меди из раствора ее соли: Fe0 + Cu2+SO4 = Fe2+SO4 + Cu0v Fe0 + Cu2+ + SO42- = Fe2+ + SO42- + Cu0v Fe0 + Cu2+ = Fe2+ + Cu0v Cu2+ + 2e > Cu0 – окислитель Fe0 – 2e > Fe2+ – восстановитель Реакция является окислительно-восстановительной, т.к. железо и медь меняют свои степени окисления: медь окисляет железо. 2. Используя пероксид водорода и ферменты растительного происхождения, получите кислород и докажите его наличие. Охарактеризуйте реакцию по всем классификационным признакам. В раствор перекиси вносят небольшой кусочек картофеля и наблюдают интенсивное выделение пузырьков газа, что свидетельствует о ферментативном разложении пероксида водорода за счет присутствия в картофеле фермента пероксидазы с образованием кислорода (тлеющая лучина при поднесении к раствору вспыхивает). 2H2O2 жидк. > 2H2O жидк. + O2^ г. +Q Это реакция разложения, экзотермическая, каталитическая, гетерогенная, необратимая, окислительно-восстановительная. 3. Исследуйте растворы нитратов натрия и серебра, а также хлорида цинка с помощью индикаторной бумаги. Объясните результаты исследований, запишите уравнения химических процессов. Нитрат серебра дает кислую среду (лакмус красный, индикаторная бумага красная), т.к. он образован слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуется по катиону: Ag+ + H2O = AgOH + H+ AgNO3 + H2O = AgOH + HNO3 (кислая среда) Нитрат натрия NaNO3 дает нейтральную среду (лакмус фиолетовый, индикаторная бумага желто-зеленая), т.к. соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, не гидролизуется. Хлорид цинка дает кислую среду (лакмус красный, индикаторная бумага красная), т.к. это соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, и гидролизуется по катиону: Zn2+ + H2O = ZnOH+ + H+ ZnCl2 + H2O = ZnOHCl + HCl (кислая среда) 4. Предложите и экспериментально осуществите проект исследования зависимости скорости химической реакции от температуры на основе реакции оксида меди(Н) с раствором серной кислоты. Запишите молекулярное и ионное уравнения реакции, отметьте признаки и условия её протекания. Обоснуйте, почему реакция относится к окислительно-восстановительным. В 2 пробирки наливают серную кислоту. Вносят в каждую пробирку небольшое количество оксида меди (II). Одну из пробирок нагревают. Наблюдают более интенсивное появление голубой окраски в нагретой пробирке, что свидетельствует об увеличении скорости реакции при увеличении температуры. CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O CuO + 2H+ + SO42- = Cu2+ + SO42- + H2O CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O Реакция не является окислительно-восстановительной, т.к. элементы не изменяют своих степеней окисления.
