1. В три пробирки налейте по 1—2 мл разбавленной соляной кислоты. В первую пробирку добавьте 1—2 капли раствора лакмуса

Коротко: соляная кислота — сильная кислота, поэтому в растворе даёт ионы \(\mathrm{H^+}\). Она меняет окраску индикаторов, нейтрализуется щёлочью, реагирует с цинком, но не с медью, растворяет \(\mathrm{CuO}\) и \(\mathrm{CaCO_3}\), растворяет осадок \(\mathrm{Cu(OH)_2}\), а с \(\mathrm{AgNO_3}\) даёт белый осадок \(\mathrm{AgCl}\).

Оформление работы в тетради

Практическая работа 2. Изучение свойств соляной кислоты

Цель: изучить свойства соляной кислоты и записать уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 1. Действие индикаторов

Наблюдаю:

• фиолетовый лакмус краснеет;
• метиловый оранжевый становится красным;
• фенолфталеин остаётся бесцветным.

Объясняю: соляная кислота — сильная кислота, в водном растворе она диссоциирует:

\[ \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{H^+} + \mathrm{Cl^-} \]

В растворе есть ионы \(\mathrm{H^+}\), поэтому среда кислая. Лакмус и метиловый оранжевый — кислотно-основные индикаторы, они меняют окраску в кислой среде. Фенолфталеин в кислой среде бесцветен, потому что его окраска появляется только в щелочной среде.

Вывод: соляная кислота проявляет кислотные свойства за счёт ионов \(\mathrm{H^+}\).

Опыт 2. Взаимодействие с гидроксидом натрия

Наблюдаю: при добавлении \(\mathrm{NaOH}\) красный лакмус становится фиолетовым, а метиловый оранжевый — жёлтым. Это значит, что кислота постепенно нейтрализуется, среда становится близкой к нейтральной.

Уравнения:

\[ \mathrm{HCl} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_2O} \]

\[ \mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{H_2O} \]

Вывод: соляная кислота реагирует со щёлочью с образованием соли и воды. Это реакция нейтрализации.

Опыт 3. Взаимодействие с цинком и медью

Наблюдаю:

• в пробирке с цинком гранула растворяется, выделяются пузырьки газа — водорода;
• в пробирке с медью видимых изменений нет.

Уравнение реакции с цинком:

\[ \mathrm{Zn} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl_2} + \mathrm{H_2}\uparrow \]

Ионное уравнение:

\[ \mathrm{Zn} + 2\mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{Zn^{2+}} + \mathrm{H_2}\uparrow \]

Окислительно-восстановительные процессы:

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

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

Цинк — восстановитель, он окисляется. Ионы \(\mathrm{H^+}\) — окислитель, они восстанавливаются.

Почему медь не реагирует: медь стоит в ряду активности после водорода, поэтому не вытесняет водород из разбавленной соляной кислоты.

Опыт 4. Взаимодействие с оксидом меди(II) и карбонатом кальция

С оксидом меди(II): чёрный порошок \(\mathrm{CuO}\) при нагревании растворяется, раствор приобретает сине-зелёную окраску.

\[ \mathrm{CuO} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{CuCl_2} + \mathrm{H_2O} \]

\[ \mathrm{CuO} + 2\mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}} + \mathrm{H_2O} \]

С карбонатом кальция: кусочек мела или мрамора растворяется, выделяются пузырьки углекислого газа.

\[ \mathrm{CaCO_3} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{CaCl_2} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}\uparrow \]

\[ \mathrm{CaCO_3} + 2\mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{Ca^{2+}} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}\uparrow \]

Объяснение: \(\mathrm{CuO}\) — основной оксид, он реагирует с кислотой. \(\mathrm{CaCO_3}\) — соль карбоната, при реакции с более сильной соляной кислотой образуется угольная кислота, которая сразу распадается на \(\mathrm{CO_2}\) и \(\mathrm{H_2O}\).

Опыт 5. Получение и растворение гидроксида меди(II)

Наблюдаю: при добавлении \(\mathrm{NaOH}\) к раствору \(\mathrm{CuSO_4}\) выпадает голубой студенистый осадок. При добавлении соляной кислоты осадок растворяется.

Получение осадка:

\[ \mathrm{CuSO_4} + 2\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Cu(OH)_2}\downarrow + \mathrm{Na_2SO_4} \]

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

Растворение осадка:

\[ \mathrm{Cu(OH)_2} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{CuCl_2} + 2\mathrm{H_2O} \]

\[ \mathrm{Cu(OH)_2} + 2\mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}} + 2\mathrm{H_2O} \]

Вывод: нерастворимые основания реагируют с кислотами.

Опыт 6. Качественная реакция на хлорид-ион

Наблюдаю: в обеих пробирках появляется белый творожистый осадок \(\mathrm{AgCl}\). Это значит, что и соляная кислота, и хлорид натрия содержат хлорид-ионы.

С соляной кислотой:

\[ \mathrm{HCl} + \mathrm{AgNO_3} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{HNO_3} \]

С хлоридом натрия:

\[ \mathrm{NaCl} + \mathrm{AgNO_3} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{NaNO_3} \]

Ионное уравнение:

\[ \mathrm{Ag^+} + \mathrm{Cl^-} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow \]

Вывод: \(\mathrm{AgNO_3}\) — реактив на хлорид-ионы.

Общий вывод

Соляная кислота — сильная кислота. Она изменяет окраску индикаторов, реагирует с активными металлами, основными оксидами, основаниями и солями. Хлорид-ион в её растворе можно обнаружить раствором нитрата серебра.

Проверка: в уравнениях атомы элементов и заряды ионов слева и справа сбалансированы.