Практическая работа №3. Взаимодействие карбонатов с разбавленными кислотами
Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 5: Химические реакции. Страницы 77–80.
Чему научишься
- Получать углекислый газ из мела или мрамора и соляной кислоты.
- Узнавать углекислый газ по известковой воде и по тушению лучинки.
- Объяснять, почему известковая вода сначала мутнеет, а потом снова светлеет.
- Показывать, что углекислый газ образует с водой кислоту, а со щёлочью реагирует.
- Записывать все реакции словами и формулами.
Разминка
- Из чего сделаны мел и мрамор? Из карбоната кальция CaCO₃. Это «карбонаты»: соли угольной кислоты.
- Какой газ мы выдыхаем? Углекислый газ CO₂.
- Почему газировка «шипит»? В ней растворён углекислый газ, и при открывании бутылки он выходит пузырьками.
🌟 Известняк и мрамор из карьеров Казахстана идёт на стройки, облицовку зданий и цемент. Но на них нельзя лить кислоту: она их разъедает. Так же кислотные дожди портят старые памятники.
Разбираемся
Цель
Изучить, как карбонаты (мел, мрамор) реагируют с кислотой, получить углекислый газ и проверить его свойства.
Что понадобится
| Что | Для чего |
|---|---|
| Кусочки мела или мрамора | карбонат кальция CaCO₃ |
| Разбавленная соляная кислота | «разрушает» карбонат, выделяя газ |
| Раствор гидроксида натрия | щёлочь для опыта 3 |
| Известковая вода | узнаём углекислый газ |
| Дистиллированная вода | для опыта 4 |
| Фенолфталеин и лакмус | индикаторы (меняют цвет в щёлочи и в кислоте) |
| Пробирки на штативе, газоотводная трубка, стаканы | сборка прибора и опыты |
| Лучинка | проверить, горит ли газ |
⚠️ Техника безопасности. Опыты только в кабинете химии и с учителем. Соляная кислота и раствор гидроксида натрия (щёлочь) разъедают кожу и глаза: работай в перчатках и очках, при попадании сразу смой водой и позови учителя. Пробирки держи отверстием от себя. Горящую лучинку держи подальше от лица, не бросай её в раковину. Дома с кислотами и щёлочью экспериментировать нельзя.
Опыт 1. Получаем углекислый газ
Реакция:
Карбонат кальция + соляная кислота → хлорид кальция + вода + углекислый газ
CaCO₃+2HCl₂+H₂O+CO₂
Опыт 2. Известковая вода мутнеет и светлеет
Налей 2 мл известковой воды и пропускай через неё углекислый газ. Сначала вода мутнеет: образуется нерастворимый белый осадок карбоната кальция. Если газ пропускать дальше, осадок растворяется, и жидкость снова становится прозрачной.
Сначала:
Ca(OH)₂+CO₂₃+H₂O
Потом (осадок реагирует с водой и избытком газа):
CaCO₃+H₂O+CO₂(HCO₃)₂
Гидрокарбонат кальция Ca(HCO₃)₂ растворим в воде, поэтому раствор снова прозрачный.
🌟 Такая же реакция создаёт сталактиты и сталагмиты в пещерах Казахстана: вода с углекислым газом растворяет известняк, а потом из капель оседает новый камень.
Опыт 3. Пропадает розовый цвет
В 2 мл раствора гидроксида натрия добавь пару капель фенолфталеина: раствор станет малиновым (щёлочь). Пропусти через него углекислый газ: окраска пропадёт.
Гидроксид натрия + углекислый газ → карбонат натрия + вода
2NaOH+CO₂₂CO₃+H₂O
Щёлочь расходуется, а углекислый газ и вода дают слабую кислоту. Поэтому малиновый цвет фенолфталеина исчезает.
Опыт 4. Что происходит с водой
В 3 мл дистиллированной воды капни лакмус (он фиолетовый) и пропусти углекислый газ. Раствор станет красным.
Углекислый газ + вода → угольная кислота
CO₂+H₂O₂CO₃
Таблица «Ход работы / Наблюдения / Вывод»
| Опыт | Наблюдения | Вывод |
|---|---|---|
| 1. Мел или мрамор + HCl | Бурное выделение пузырьков, кусочек уменьшается; горящая лучинка в газе гаснет | Выделяется углекислый газ: он не горит и не поддерживает горение |
| 2. Углекислый газ + известковая вода | Сначала белая муть, при дальнейшем пропускании газа раствор становится прозрачным | Сначала нерастворимый CaCO₃, потом растворимый Ca(HCO₃)₂ |
| 3. NaOH + фенолфталеин + CO₂ | Малиновый цвет бледнеет и исчезает | Щёлочь прореагировала с углекислым газом, среда перестала быть щелочной |
| 4. Вода + лакмус + CO₂ | Фиолетовый лакмус становится красным | В воде образуется угольная кислота |
📌 Общий вывод. Карбонаты с кислотами дают соль, воду и углекислый газ. Углекислый газ узнают по помутнению известковой воды. Он реагирует со щёлочью и с водой, образуя кислоту.
⚠️ Частая ошибка. Думать, что известковая вода «закипела» или «испортилась», когда она снова стала прозрачной. На самом деле осадок превратился в растворимое вещество, это тоже реакция.
👨👩👧 Родителю. Безопасный домашний аналог: щепотка соды в стакане с лимонным соком или уксусом, со взрослым. Раствор шипит: это тоже углекислый газ из карбоната (соды) и кислоты. Лимонный сок, сода и вода, огня нет.
Проверь себя
- Что получается при реакции карбоната кальция с соляной кислотой? Хлорид кальция, вода и углекислый газ.
- Как узнать углекислый газ? Пропустить через известковую воду: она помутнеет. Или опустить в него горящую лучинку: она погаснет.
- Почему мутная известковая вода потом светлеет? Нерастворимый карбонат кальция с избытком углекислого газа и воды превращается в растворимый гидрокарбонат кальция.
- Что происходит, когда углекислый газ растворяется в воде? Образуется слабая угольная кислота, поэтому лакмус краснеет.
- Почему газировка кисловатая? В ней растворён углекислый газ, который даёт немного угольной кислоты.
Решаем упражнения
📕 В учебнике все три вопроса в конце работы напечатаны с одним и тем же номером «1.», но правильная нумерация 1, 2, 3. Ниже они разобраны именно так.
№ 1
Что ты наблюдаешь в опытах? Объясни.
Как думать. Пройди по четырём опытам и для каждого назови, что видно и почему.
Пример ответа.
- Опыт 1: бурное выделение пузырьков, лучинка гаснет, потому что выделяется углекислый газ, который не горит и вытесняет воздух.
- Опыт 2: известковая вода сначала мутнеет (выпадает белый осадок CaCO₃), потом светлеет (образуется растворимый Ca(HCO₃)₂).
- Опыт 3: розовая окраска фенолфталеина пропадает, потому что щёлочь NaOH вступила в реакцию с углекислым газом.
- Опыт 4: лакмус краснеет, потому что в воде образуется угольная кислота.
Ответ: опыт 1 даёт углекислый газ, опыт 2 показывает мутнение и просветление известковой воды, опыт 3 обесцвечивание фенолфталеина, опыт 4 покраснение лакмуса.
№ 2
Напиши словесные уравнения реакций.
Как думать. Запиши реакцию для каждого опыта: что вступает и что получается.
Решение.
- Карбонат кальция + соляная кислота → хлорид кальция + вода + углекислый газ. CaCO₃+2HCl₂+H₂O+CO₂.
- Гидроксид кальция + углекислый газ → карбонат кальция + вода. Ca(OH)₂+CO₂₃+H₂O. Затем карбонат кальция + вода + углекислый газ → гидрокарбонат кальция. CaCO₃+H₂O+CO₂(HCO₃)₂.
- Гидроксид натрия + углекислый газ → карбонат натрия + вода. 2NaOH+CO₂₂CO₃+H₂O.
- Углекислый газ + вода → угольная кислота. CO₂+H₂O₂CO₃.
Ответ: четыре схемы, как выше.
№ 3
Почему изменяется цвет лакмуса?
Как думать. Лакмус реагирует на кислоту одним цветом, на щёлочь другим. Подумай, какое вещество в растворе появилось.
Пример ответа. Углекислый газ растворяется в воде и частично с ней реагирует: получается угольная кислота H₂CO₃. Лакмус в кислой среде красный, поэтому фиолетовый цвет меняется на красный.
Ответ: в воде образуется угольная кислота, а в кислоте лакмус красный.
Шпаргалка
- Мел и мрамор — карбонат кальция. Он «шипит» с кислотой, выделяя углекислый газ.
- Углекислый газ тяжелее воздуха, не горит, гасит лучинку.
- Известковая вода мутнеет от CO₂, а при избытке газа снова светлеет.
- В воде CO₂ даёт слабую угольную кислоту.