Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 194

Для получения жёсткой воды в прибор для получения газов поместите несколько небольших кусочков мела или мрамора и добавьте соляной кислоты так, чтобы покрыть кусочки полностью.

Газоотводную трубку опустите в пробирку с известковой водой. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.

Ответ:

В реакции мрамора или мела (CaCO₃) с соляной кислотой выделяется углекислый газ:

(CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O)

Ионная форма:

(CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O)

CO₂ взаимодействует с гидроксидом кальция (известковой водой), образуется осадок:

(Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O) — вода мутнеет.

При дальнейшем пропускании CO₂ осадок растворяется, так как образуется гидрокарбонат кальция:

(CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂)

Это временная (карбонатная) жёсткость.

Полученную жёсткую воду разделите на три пробирки.

К раствору в первой пробирке добавьте примерно 1—2 мл раствора мыла и перемешайте. Что наблюдаете? Объясните свои наблюдения.

К содержимому второй пробирки добавьте 1—2 мл раствора карбоната натрия. Что наблюдаете? Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции.

Третью пробирку осторожно нагрейте в пламени горелки до кипения. Что наблюдаете? Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции.

Ответ:

— В первой пробирке с жёсткой водой и мылом наблюдается образование хлопьев и отсутствие пены. Это связано с тем, что соли кальция и магния образуют с мылом нерастворимые соединения.

— Во вторую пробирку добавлен карбонат натрия (Na₂CO₃), происходит реакция:

(Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓)

Молекулярное уравнение:

(CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl)

Осадок — карбонат кальция, вода умягчается.

— В третьей пробирке при нагревании гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются:

(Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O)

Ионная форма:

(Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O)

В четыре пробирки налейте по 1—2 мл дистиллированной воды, затем во вторую пробирку прибавьте раствор соли кальция, в третью — раствор мыла, в четвёртую — и то, и другое. Раствор в четвёртой пробирке прокипятите.

Перемешайте содержимое всех пробирок и сравните внешний вид растворов. Что наблюдаете? Сделайте вывод о жёсткости воды и её устранении.

Ответ:

— В первой пробирке (чистая вода) мыло пенится.

— Во второй пробирке (соль кальция) мыла нет — жёсткая вода.

— В третьей (только мыло) — прозрачный раствор с пеной.

— В четвёртой (соль кальция + мыло) — мыла нет, образуются хлопья. После кипячения — хлопья оседают, и появляется мыло → вода умягчилась.

Вывод: соли кальция вызывают жёсткость воды; жёсткость устраняется кипячением, карбонатом натрия или известковой водой.

Тема: Жёсткость воды и способы её устранения

Цель работы:

Изучить процесс образования жёсткой воды, исследовать её свойства и определить способы устранения жёсткости.

• кусочки мела или мрамора

• соляная кислота (HCl)

• известковая вода (раствор Ca(OH)₂)

• раствор мыла

• раствор карбоната натрия (Na₂CO₃)

• спиртовка или горелка

• пробирки и газоотводная трубка

1. Получение жёсткой воды:

В реактор добавили мрамор и HCl. Появились пузырьки CO₂. Газ направили в пробирку с известковой водой — раствор помутнел.

Реакции:

(CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O)

(Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O)

При дальнейшем пропускании CO₂ осадок растворился:

(CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂)

Тип жёсткости — временная (карбонатная).

а) В пробирке с жёсткой водой и мылом — раствор не пенится, образуется белый осадок.

б) В пробирке с добавленным Na₂CO₃ — выпал осадок (CaCO₃), вода умягчилась.

(CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl)

в) В третьей пробирке при нагревании выпал осадок — произошло удаление гидрокарбонатов:

(Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑)

— В чистой воде мыло пенится.

— В воде с солью кальция — пены нет.

— Соль + мыло → хлопья.

— После нагревания в пробирке с солью кальция и мылом появилась пена — жёсткость устранена.

Вывод: Жёсткость воды вызывается солями кальция и магния. Временную жёсткость можно устранить кипячением или добавлением карбоната натрия. Жёсткую воду нельзя использовать в быту и технике без предварительной очистки. Эксперимент подтвердил основные способы умягчения воды.