Практическая работа №5: Получение CO2 и изучение свойств

Практическое занятие № 5 Получение оксида углерода (IV) и изучение его свойств. Распознавание карбонатов. Выполнение работы: 1. Получение оксида углерода (IV). В прибор для получения газов поместили кусочки мрамора \(CaCO_{3}\) и добавили соляную кислоту \(HCl\). Наблюдаем бурное выделение газа. Стакан прикрываем картонным кружком, чтобы газ не смешивался с окружающим воздухом, так как он тяжелее воздуха. Уравнение реакции: \[CaCO_{3} + 2HCl \rightarrow CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\] 2. Изучение свойств оксида углерода (IV). При внесении горящей спички в стакан с газом она гаснет. При «переливании» газа в другой стакан спичка во втором стакане также гаснет. Вывод: углекислый газ не поддерживает горения и он тяжелее воздуха (его относительная плотность по воздуху \(D_{возд} \approx 1,5\)). Физические свойства: газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха, умеренно растворим в воде. 3. а) Взаимодействие углекислого газа с водой. При пропускании \(CO_{2}\) через воду с фиолетовым лакмусом раствор становится красным. Это происходит из-за образования слабой угольной кислоты: \[CO_{2} + H_{2}O \rightleftarrows H_{2}CO_{3}\] При нагревании раствор снова синеет (становится фиолетовым), так как угольная кислота разлагается и газ улетучивается: \[H_{2}CO_{3} \xrightarrow{t} H_{2}O + CO_{2}\uparrow\] б) Взаимодействие с известковой водой. При пропускании газа через известковую воду раствор мутнеет из-за образования нерастворимого карбоната кальция: \[Ca(OH)_{2} + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O\] При длительном пропускании газа осадок растворяется, образуется растворимый гидрокарбонат кальция: \[CaCO_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow Ca(HCO_{3})_{2}\] При нагревании полученного раствора снова выпадает осадок: \[Ca(HCO_{3})_{2} \xrightarrow{t} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\] 4. Распознавание известняка. Для определения известняка среди минералов (гипс, каолин, известняк, кварц) капнем на образцы соляной кислотой. Образец, который начнет «шипеть» (выделять газ), является известняком. Молекулярное уравнение: \[CaCO_{3} + 2HCl \rightarrow CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\] Полное ионное уравнение: \[CaCO_{3} + 2H^{+} + 2Cl^{-} \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^{-} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\] Сокращенное ионное уравнение: \[CaCO_{3} + 2H^{+} \rightarrow Ca^{2+} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\] 5. Получение карбоната бария. Смешиваем растворы карбоната натрия и хлорида бария. Выпадает белый осадок. Молекулярное уравнение: \[Na_{2}CO_{3} + BaCl_{2} \rightarrow BaCO_{3}\downarrow + 2NaCl\] Полное ионное уравнение: \[2Na^{+} + CO_{3}^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^{-} \rightarrow BaCO_{3}\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}\] Сокращенное ионное уравнение: \[Ba^{2+} + CO_{3}^{2-} \rightarrow BaCO_{3}\downarrow\] Доказательство: при добавлении кислоты к осадку он растворяется с выделением углекислого газа, что характерно для карбонатов.