Вариант 1. 1. Докажите опытным путем состав: а) серной кислоты; б) хлорида железа(III). 2. Испытайте растворы хлорида калия, карбоната калия и хлорида цинка индикаторами или индикаторной бумагой и объясните результаты испытания. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакции гидролиза. 3. Практически осуществите превращения CuSO₄ → Cu(OH)₂ → CuO → CuCl₂ → Cu. Оформите отчет о наблюдениях и условиях проведения реакций. Запишите уравнения реакций с участием электролитов в молекулярной и ионной формах. Реакции с участием простых веществ рассмотрите как окислительно-восстановительные.

а) Серная кислота. В двух пробах проверяем наличие ионов водорода и сульфат-ионов.

• К разбавленной кислоте добавляем магний: выделяются пузырьки водорода. Это подтверждает наличие H⁺. \(\mathrm{Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2\uparrow}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Mg + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2\uparrow}\).
• К другой порции добавляем раствор BaCl₂: образуется белый осадок BaSO₄. Это подтверждает наличие SO₄²⁻. \(\mathrm{H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}\).

Следовательно, кислота содержит H⁺ и SO₄²⁻.

б) Хлорид железа(III). На отдельных порциях раствора проверяем катион и анион.

• Добавляем NaOH: выпадает бурый осадок Fe(OH)₃, что подтверждает Fe³⁺. \(\mathrm{FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow}\).
• Добавляем AgNO₃: выпадает белый осадок AgCl, что подтверждает Cl⁻. \(\mathrm{FeCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow 3AgCl\downarrow + Fe(NO_3)_3}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}\).

Следовательно, FeCl₃ состоит из ионов Fe³⁺ и Cl⁻.

Ожидаемые результаты испытания индикаторами:

• KCl — среда нейтральная: соль сильной кислоты и сильного основания практически не гидролизуется; лакмус не меняет цвет.
• K₂CO₃ — среда щелочная: фенолфталеин становится малиновым, красный лакмус синеет. Гидролизуется анион: \(\mathrm{K_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons KHCO_3 + KOH}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-}\).
• ZnCl₂ — среда кислая: синий лакмус краснеет. Идёт гидролиз катиона: \(\mathrm{ZnCl_2 + H_2O \rightleftharpoons ZnOHCl + HCl}\); сокращённое ионное уравнение первой ступени: \(\mathrm{Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+}\).

Превращения и ожидаемые наблюдения. Реакции проводят последовательно; осадки после получения отделяют, а для следующих реакций используют подходящий реагент.

1. К раствору CuSO₄ добавляем NaOH. Появляется голубой осадок Cu(OH)₂. \(\mathrm{CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow}\).
2. Осадок Cu(OH)₂ нагреваем. Он чернеет: образуется CuO. \(\mathrm{Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO + H_2O}\).
3. К CuO добавляем разбавленную HCl. Чёрный оксид растворяется, образуется раствор CuCl₂. \(\mathrm{CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{CuO + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O}\).
4. В раствор CuCl₂ помещаем железный гвоздь или железную пластинку. На железе выделяется красноватая медь, железо постепенно растворяется. \(\mathrm{Fe + CuCl_2 \rightarrow FeCl_2 + Cu}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Fe + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu}\). Это ОВР: \(\mathrm{Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}}\), \(\mathrm{Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0}\).