Тема: Генетическая связь между классами неорганических соединений

Цель работы:
Экспериментально осуществить цепочки превращений, доказывающие взаимосвязь между основными классами неорганических веществ: металлы → основные оксиды → щёлочи → соли; неметаллы → кислотные оксиды → кислоты → соли; а также обменные реакции между ними.

Оборудование и реактивы:

• Пробирки, спиртовка, держатель, пипетки.
• Металлы: магний (лента), медь (стружка или проволока).
• Неметаллы: уголь (древесный), сера.
• Кислоты: HCl (разб.), H₂SO₄ (разб.).
• Щёлочи: NaOH (р-р), Ca(OH)₂ (известковая вода).
• Оксиды: CaO (негашёная известь), CuO (порошок), CO₂ (получаем в ходе работы).
• Соли: CuSO₄, Na₂CO₃, BaCl₂.
• Индикаторы: фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага.

Ход работы (серия опытов)

Опыт 1. Генетический ряд металла (Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃)

1. Сжигание кальция (или магния) на воздухе – получаем оксид.
2. Взаимодействие оксида с водой – получаем гидроксид (щёлочь).
3. Пропускание углекислого газа через раствор гидроксида – выпадение осадка карбоната.

Уравнения:
2Ca + O₂ → 2CaO
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Опыт 2. Генетический ряд неметалла (S → SO₂ → H₂SO₃ → сульфит)

1. Сжигание серы в кислороде (или на воздухе) – получаем сернистый газ.
2. Растворение SO₂ в воде – образуется сернистая кислота (слабая).
3. Нейтрализация кислоты щёлочью – получаем соль (сульфит натрия).

Уравнения:
S + O₂ → SO₂
SO₂ + H₂O → H₂SO₃
H₂SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₃ + 2H₂O

Опыт 3. Взаимопревращения между классами (CuO → CuSO₄ → Cu(OH)₂ → CuO)

1. Растворение оксида меди(II) в серной кислоте – получаем сульфат меди (голубой раствор).
2. Добавление щёлочи к раствору соли – выпадение голубого осадка гидроксида меди.
3. Нагревание гидроксида – разложение до оксида меди и воды (чёрный порошок).

Уравнения:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
Cu(OH)₂ →(t°) CuO + H₂O

Опыт 4. Реакции ионного обмена, подтверждающие связь (кислота + соль → новая кислота + новая соль)
Например, взаимодействие соляной кислоты с карбонатом натрия – выделение CO₂, что подтверждает наличие карбонат-иона.

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O