Практическая работа № 1. 9 класс «Решение экспериментальных задач» Оборудование: пробирки, штатив для пробирок Химические реактивы: H2SO4, Zn, MgCl2, NaOH, Na2CO3, Zn(NO3)2

Краткий ответ

1. Задача №1: \[ \mathrm{Zn}+\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{ZnSO_4}+\mathrm{H_2}\uparrow \]

2. Задача №2, первая пробирка: \[ \mathrm{MgCl_2}+2\mathrm{NaOH}\rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{NaCl} \]

3. Вторая пробирка: \[ \mathrm{MgCl_2}+\mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{NaCl}+\mathrm{CO_2}\uparrow \]

4. Третья пробирка:
   \[ \mathrm{MgCl_2}+\mathrm{Zn(NO_3)_2} \] — реакции нет.

---

Задача №1 — окислительно-восстановительная реакция

Цинк вытесняет водород из разбавленной серной кислоты:

\[ \mathrm{Zn}+\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{ZnSO_4}+\mathrm{H_2}\uparrow \]

Электронный баланс:

\[ \mathrm{Zn}^{0}-2e^{-}\rightarrow \mathrm{Zn}^{2+} \]

\[ 2\mathrm{H}^{+}+2e^{-}\rightarrow \mathrm{H_2}^{0} \]

• \(\mathrm{Zn}\) — восстановитель, он отдаёт электроны и окисляется;
• \(\mathrm{H}^{+}\) — окислитель, он принимает электроны и восстанавливается;
• степень окисления серы не меняется: \(+6\rightarrow +6\).

Коэффициенты уже подобраны: один атом цинка отдаёт два электрона, два иона водорода принимают два электрона.

---

Задача №2

1) Хлорид магния + гидроксид натрия

Молекулярное уравнение:

\[ \mathrm{MgCl_2}+2\mathrm{NaOH}\rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{NaCl} \]

Полное ионное уравнение:

\[ \mathrm{Mg}^{2+}+2\mathrm{Cl}^{-}+2\mathrm{Na}^{+}+2\mathrm{OH}^{-} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{Na}^{+}+2\mathrm{Cl}^{-} \]

Краткое ионное уравнение:

\[ \mathrm{Mg}^{2+}+2\mathrm{OH}^{-}\rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow \]

Видимый признак — белый студенистый осадок \(\mathrm{Mg(OH)_2}\).

---

2) Хлорид магния + карбонат натрия

По условию наблюдается белый осадок и выделение газа:

\[ \mathrm{MgCl_2}+\mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{NaCl}+\mathrm{CO_2}\uparrow \]

Полное ионное уравнение:

\[ \mathrm{Mg}^{2+}+2\mathrm{Cl}^{-}+2\mathrm{Na}^{+}+\mathrm{CO_3}^{2-}+\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+2\mathrm{Na}^{+}+2\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{CO_2}\uparrow \]

Краткое ионное уравнение:

\[ \mathrm{Mg}^{2+}+\mathrm{CO_3}^{2-}+\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow+\mathrm{CO_2}\uparrow \]

Ионы натрия и хлорид-ионы здесь являются «ионами-наблюдателями»: они есть до и после реакции, поэтому в кратком уравнении их нет.

---

3) Хлорид магния + нитрат цинка

\[ \mathrm{MgCl_2}+\mathrm{Zn(NO_3)_2} \]

Реакция не идёт. Оба исходных вещества — растворимые соли. При возможном обмене получились бы \(\mathrm{Mg(NO_3)_2}\) и \(\mathrm{ZnCl_2}\), которые тоже растворимы. Не образуется ни осадка, ни газа, ни воды, поэтому видимых изменений нет.

Формально все ионы остаются такими же:

\[ \mathrm{Mg}^{2+}+2\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{Zn}^{2+}+2\mathrm{NO_3}^{-} \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+}+2\mathrm{NO_3}^{-}+\mathrm{Zn}^{2+}+2\mathrm{Cl}^{-} \]

После сокращения одинаковых ионов не остаётся новых веществ, значит, краткого ионного уравнения нет.

---

Как понять принцип

При ионном обмене реакция идёт до конца, если образуется хотя бы одно из трёх:

• осадок;
• газ;
• вода или другое малодиссоциирующее вещество.

В первом опыте образуется осадок \(\mathrm{Mg(OH)_2}\).
Во втором — осадок \(\mathrm{Mg(OH)_2}\) и газ \(\mathrm{CO_2}\).
В третьем ничего не связывает ионы, поэтому реакции нет.

При записи ионных уравнений растворимые соли и сильные основания записывают в виде ионов, а осадки, газы и воду — молекулами.

Проверка

В уравнении с цинком отдано и принято по два электрона, коэффициенты верные.
В обоих ионных уравнениях заряды слева и справа равны нулю, ионы-наблюдатели сокращены.
В третьем случае после сокращения всех одинаковых ионов не остаётся уравнения реакции.