Для исследования состава были предложены четыре образца известковых горных пород. На каждый образец капнули разбавленной соляной кислотой. На поверхности образцов 2 и 3 кислота вскипела и услышали шипение. (a) Напишите уравнения происходящих реакций на поверхности образцов № 2 и 3. (b) Шипение свидетельствует о выделении газа, предложите качественную реакцию на определение этого газа и укажите происходящие изменения.

(a) При добавлении разбавленной соляной кислоты к известковым породам, на поверхности которых произошла реакция, скорее всего, имеются карбонаты, такие как кальций карбонат (CaCO₃). Когда соляная кислота реагирует с карбонатами, образуется углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) и соль – в данном случае, хлорид кальция (CaCl₂). Именно выделение углекислого газа приводит к наблюдаемому шипению и пузырькам на поверхности образцов.

Уравнение реакции для карбонатов (образцы №2 и №3) с соляной кислотой можно записать следующим образом:

(b) Шипение свидетельствует о выделении углекислого газа (CO₂). Для подтверждения наличия углекислого газа можно использовать качественную реакцию с известковой водой. Известковая вода – это насыщенный раствор гидроксида кальция (Ca(OH)₂), который мутнеет при взаимодействии с CO₂, так как образуется осадок карбоната кальция (CaCO₃).

Реакция между углекислым газом и известковой водой:

При прохождении углекислого газа через известковую воду образуется нерастворимый белый осадок карбоната кальция (CaCO₃), из-за чего раствор мутнеет. Это изменение (помутнение) является качественным подтверждением выделения CO₂.