Хімія. 8 клас. Ярошенко

§ 45. Експериментальні задачі. Практика робота 2. Розв’язування експериментальних задач

Вивчення параграфа допоможе вам:

  • розрізняти розрахункові та експериментальні хімічні задачі;
  • прогнозувати перебіг хімічних реакцій;
  • підготуватися до виконання практичної роботи з розв'язування експериментальних задач;
  • розвивати вміння планувати хімічний експеримент.

Хімічні задачі поділяють на дві великі групи — розрахункові та експериментальні. Розв'язування перших передбачає проведення математичних обчислень, наприклад, розрахунків за хімічними рівняннями маси чи об'єму речовини. Експериментальні задачі розв'язують дослідним шляхом.

Експериментальними називають задачі, розв'язування яких потребує виконання хімічного експерименту.

Це можуть бути задачі, за умовою яких необхідно:

  • а) розпізнати речовини;
  • б) установити якісний склад речовин;
  • в) добути речовину різними способами чи здійснити перетворення, дотримуючись заданої схеми.

Для успішного розв'язування експериментальних задач необхідно знати фізичні та хімічні властивості речовин, способи їх добування.

Перш ніж розпочати розв'язування експериментальної задачі, слід провести уявний експеримент. Для задач на розпізнавання речовин він полягає в тому, що на основі знань про властивості класів сполук розробляють план експериментального розпізнавання виданих для досліду речовин та встановлюють послідовність виконання дослідів.

Приклад 1. Розпізнати, в яких пронумерованих, але без етикеток, пробірках містяться: хлоридна кислота, розчини сульфатної кислоти, натрій хлориду, натрій гідроксиду.

Розв'язання

Міркуємо так: рідини в усіх пробірках однакові на вигляд, тому за агрегатним станом та кольором провести розпізнавання хоча б однієї з речовин не вдасться. Отже, слід розпізнавати речовини, використовуючи їхні хімічні властивості. Досить часто трапляється, що дві, а то й більше речовин, які розпізнають, однаково реагують при взаємодії з речовиною, за допомогою якої хочуть здійснити розпізнавання. Це створює певні труднощі під час розв'язування експериментальних задач. Їх можна уникнути, оформивши уявний експеримент у вигляді таблиці.

Формули речовин за умовою задачі

Речовини, за допомогою яких здійснюють розпізнавання

BaCl2

цинк

фенолфталеїн

AgNO3

відповідь (№ пробірки)

HCl

без змін

Н2

H2SO4

BaSO4

NaCl

без змін

без змін

без змін

AgCl↓

NaOH

без змін

без змін

малиновий

№ досліду

1

2

3

4

З таблиці бачимо, що для розв'язування задачі речовини, за допомогою яких необхідно розпізнати речовини з умови задачі, слід використовувати в такій послідовності: барій хлорид, цинк, фенолфталеїн, арґентум нітрат.

Пам'ятайте! З виданих пробірок слід відливати (відбирати) для розпізнавання невеликі порції речовин або їх розчинів. Це правило потрібно обов'язково виконувати, оскільки невідомо, котрого разу вдасться розпізнати речовину.

Отже, спочатку віділлємо в чисті пробірки небагато (близько 1 мл) розчину кожної речовини й по черзі додамо до них розчин барій хлориду. Тільки в одній із пробірок з'явиться білий осад — у тій, що містить сульфатну кислоту.

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl

Номер цієї пробірки записуємо у відповіді.

Зверніть увагу на те, що взаємодію з цинком визначено як другий дослід. Якби його проводили першим, то відразу у двох пробірках (із хлоридною та сульфатною кислотами) спостерігали б виділення водню й розпізнати кислоти не вдалося б.

Подальше дослідження проводимо, вилучивши з дослідів пробірку з розчином сульфатної кислоти. Із трьох пробірок, що містять нерозпізнані речовини, відливаємо в чисті пробірки по 1 мл розчинів та обережно кладемо в кожну гранули цинку. Лише в одній пробірці спостерігається виділення водню. Із трьох досліджуваних речовин це властиве лише хлоридній кислоті.

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Записуємо у відповіді номер цієї пробірки навпроти комірки з формулою HCl і більше із цією речовиною не працюємо.

Залишилося розпізнати натрій хлорид і натрій гідроксид. Насамперед скористаємося фенолфталеїном, бо з арґентум(I) нітратом осади утворять обидві речовини. У пробірці з натрій гідроксидом розчин індикатора набуде малинового забарвлення.

Залишається впевнитися в тому, що в останній пробірці міститься натрій хлорид, додавши до неї арґентум(I) нітрат.

NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3

Дістали сирнисто-білий осад арґентум(I) хлориду.

А чи може бути інша послідовність? Так. Наприклад, можна починати розпізнавання з використання фенолфталеїну. Так ми відразу визначимо та вилучимо з подальших досліджень натрій гідроксид, адже в інших розчинах фенолфталеїн не змінить забарвлення.

Приклад 2. Як різними способами добути магній хлорид?

Розв'язання

Магній хлорид MgCl2 — це сіль безоксигенової кислоти й досить активного металічного елемента Магнію. Тож можна використати всі вивчені способи добування солей:

1) магній + хлор → магній хлорид;

2) магній + хлоридна кислота → магній хлорид + водень;

3) магній оксид + хлоридна кислота → магній хлорид + вода;

4) магній гідроксид + хлоридна → кислота магній хлорид + вода;

5) магній сульфат + барій хлорид → магній хлорид + барій сульфат↓.

До зазначених схем самостійно напишіть рівняння реакцій.

Приклад 3. Здійсніть експеримент за поданою схемою перетворень і запишіть рівняння реакцій.

S →1 SO22 H2SO33 K2SO3

Розв'язання

1. Добуваємо сульфур(IV) оксид спалюванням сірки.

2. Розчиняємо добутий кислотний оксид у воді й одержуємо розчин кислоти.

3. Нейтралізуємо кислоту лугом.

Потренуватись у розв'язуванні експериментальних задач ви зможете під час виконання лабораторного досліду «Розв'язування експериментальних задач».

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Лабораторний дослід 9. Розв'язування експериментальних задач

Пам'ятайте про заходи безпеки під час роботи, дотримуйтеся їх.

Задача 1. Добудьте купрум(ІІ) сульфат двома способами.

Задача 2. Розпізнайте хлоридну кислоту й розчин натрій хлориду.

Задача 3. Розпізнайте розчини магній хлориду й магній сульфату.

Задача 4. Розпізнайте розчини нітратної кислоти й натрій гідроксиду.

Перш ніж розпочати проведення хімічного експерименту, складіть план практичного розв'язування задачі, продумайте, які інші речовини будете використовувати, яким обладнанням і посудом скористаєтесь.

Усе це, результати спостережень, а також рівняння реакцій опишіть у робочому зошиті.

Упродовж наступного уроку ви будете виконувати практичну роботу 2. Для того щоб добре підготуватися до її виконання, проведіть уявний хімічний експеримент із розв'язування зазначених нижче експериментальних задач.

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Практична робота 2. Розв'язування експериментальних задач

Експериментальна задача 1. Визначте, у якій із пробірок містяться розчини кислоти, лугу та вода.

Експериментальна задача 2. Визначте, у якій пробірці міститься сульфатна кислота, а в якій її сіль — натрій сульфат.

Експериментальна задача 3*. Визначте, у якій пробірці міститься натрій карбонат, а в якій — натрій хлорид.

Експериментальна задача 4. Визначте, у якій пробірці містяться хлоридна кислота, калій хлорид, барій хлорид.

Експериментальна задача 5*. Визначте, у якій пробірці міститься розчин цинк сульфату, а в якій — магній сульфату.

Експериментальна задача 6. Не проводячи хімічних реакцій, розпізнайте магній оксид та купрум(ІІ) оксид.

Експериментальна задача 7. За допомогою хімічних реакцій розпізнайте цинк оксид та магній карбонат.

Експериментальна задача 8*. За допомогою хімічних реакцій доведіть наявність домішок порошкоподібного купрум(ІІ) оксиду в порошку графіту.

Експериментальна задача 9. Здійсніть хімічні перетворення за такими схемами: а) Cu → CuO → CuCl2 → Cu(OH)2; б) C → CO2 → K2CO3 → CO2; в) Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3→ Fe2O3.

Експериментальна задача 10. Добудьте із:

  • а) купрум(ІІ) оксиду — купрум(ІІ) сульфат;
  • б) ферум(ІІІ) сульфату — ферум(ІІІ) гідроксид;
  • в) купрум(ІІ) гідроксиду — купрум(ІІ) оксид.

Експериментальна задача 11*. Добудьте різними способами:

  • а) цинк сульфат;
  • б) карбон(IV) оксид;
  • в) купрум(ІІ) хлорид.

Оформіть у зошитах звіт про виконану роботу.