Задача 1
Условие (кратко)
Какой реакцией доказать, что известняк, мрамор и кальцит содержат карбонат кальция? Напишите уравнение в молекулярной и ионной формах.
Решение
На кусочек минерала капают соляную кислоту. Начинается «вскипание» — выделяется углекислый газ:
\[\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}\]
Карбонат кальция нерастворим, вода и газ пишутся формулами:
\[\mathrm{CaCO_3 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow}\]
\[\mathrm{CaCO_3 + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O + CO_2\uparrow}\]
Что газ — именно \(\mathrm{CO_2}\), доказывают, пропуская его через известковую воду: она мутнеет, \(\mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O}\). Это показывает карбонат-ион. Ион кальция можно обнаружить по кирпично-красной окраске пламени, если внести в него каплю полученного раствора на проволоке.
Ответ
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑; CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑
Почему так
Кислота вытесняет из карбоната слабую угольную кислоту, которая распадается на воду и углекислый газ.
Подробнее — в теме «Элементы IIA-группы».