Задача 1

Опытным путем подтвердите кислотные свойства углекислого газа.

Кислотные оксиды взаимодействуют со щелочами и не взаимодействуют с кислотами. Чтобы подтвердить кислотные свойства углекислого газа, нужно провести реакцию со щелочью, например гидроксидом кальция.

При взаимодействии оксида углерода(IV) с раствором гидроксида кальция выпадет белый хлопьевидный осадок карбоната кальция:

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

Эту реакцию часто называют «помутнение известковой воды» и ее используют для идентификации углекислого газа.

Углекислый газ для реакции можно получить, например, путем взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой. Если прилить в пробирку с карбонатом кальция раствор соляной кислоты, то будет  наблюдаться бурное выделение  углекислого газа. Углекислый газ с помощью газоотводной трубки нужно пропустить через известковую воду – раствор гидроксида кальция. Признаком протекания данной реакции будет появление белого осадка – помутнение известковой воды.

Запишем уравнения реакций. При взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой образуются хлорид кальция, углекислый газ и вода:

СаСО₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

Углекислый газ с гидроксидом кальция образует нерастворимый в воде карбонат кальция белого цвета и воду:

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

Задача 2

Опытным путем подтвердите, что оксид меди(II) обладает основными свойствами.

Основные оксиды взаимодействуют с кислотами и не взаимодействуют со щелочами. Значит, для решения задачи надо провести реакцию оксида меди(II) с кислотой, например серной.

При взаимодействии оксида меди(II) с серной кислотой образуется сульфат меди(II) и вода:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

На практике такое взаимодействие протекает только при нагревании. В процессе реакции наблюдается постепенное исчезновение черного порошка оксида меди(II). Образующийся сульфат меди(II) окрашивает раствор в голубой цвет.

Задача 3

Определите, в каких пробирках содержатся раствор кислоты, раствор щелочи и вода.

Нам предложено распознать раствор кислоты, раствор щелочи и воду. Это несложно сделать с помощью химического индикатора, который имеет различную окраску в кислой, щелочной и нейтральной средах. Например, с помощью лакмуса.

В каждую из трех пробирок нужно добавить немного лакмуса. В нейтральной среде лакмус фиолетовый, в щелочной среде он становится синим, а в кислой среде – красным.

Рис. 1. Изменение окраски лакмуса в воде, растворах щелочи и кислоты

Задача 4

Исходя из оксида меди(II), получите гидроксид меди.

Последняя задача, пожалуй, самая сложная из четырех предложенных. Здесь нужно продумать все стадии, которые позволят из оксида меди(II) получить гидроксид меди(II). Существует несколько различных вариантов решения такой задачи. Рассмотрим один из них.

Начнем свои рассуждения с конца решения задачи. Как можно получить гидроксид меди(II)? Нерастворимые в воде основания получают по реакции обмена между щелочью и солью. Для этого проведем реакцию между гидроксидом калия и сульфатом меди(II):

2КOH + CuSO₄ = К₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

 А сульфат меди(II), в свою очередь, можно получить в результате взаимодействия оксида меди(II) с кислотой при нагревании:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Запишем схему, отражающую суть и последовательность описанных выше опытов.