Номер 6, страница 229 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

8.6. Неизвестная соль окрашивает лакмус в красный цвет, даёт белый кристаллический осадок с раствором хлорида бария и вызывает окрашивание пламени в жёлтый цвет. Что это за соль?

Решение

Для определения неизвестной соли проанализируем последовательно все приведенные в условии факты.

1. «вызывает окрашивание пламени в жёлтый цвет». Окрашивание пламени в жёлтый цвет является качественной реакцией на ионы натрия ($Na^+$). Следовательно, катионом в составе соли является натрий.

2. «даёт белый кристаллический осадок с раствором хлорида бария». Раствор хлорида бария ($BaCl_2$) используется как реагент для обнаружения сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$). При взаимодействии ионов бария ($Ba^{2+}$) и сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$) образуется нерастворимый в воде и кислотах белый кристаллический осадок сульфата бария ($BaSO_4$).

Уравнение реакции в ионной форме:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

Из этого можно сделать вывод, что анионом в составе соли является сульфат-ион ($SO_4^{2-}$).

3. «окрашивает лакмус в красный цвет». Покраснение лакмуса свидетельствует о кислой среде раствора ($pH < 7$). Соль, состоящая из катиона натрия ($Na^+$) и сульфат-аниона ($SO_4^{2-}$), — это сульфат натрия ($Na_2SO_4$). Однако сульфат натрия является солью, образованной сильным основанием ($NaOH$) и сильной кислотой ($H_2SO_4$), поэтому его водный раствор нейтрален и не изменяет цвет лакмуса. Кислая среда может быть обусловлена тем, что соль является кислой. Кислая соль серной кислоты и натрия — это гидросульфат натрия ($NaHSO_4$).

Проверим, соответствует ли гидросульфат натрия всем условиям. В водном растворе гидросульфат натрия диссоциирует на ионы натрия и гидросульфат-ионы:

$NaHSO_4 \rightarrow Na^+ + HSO_4^-$

Гидросульфат-ион, в свою очередь, диссоциирует с образованием ионов водорода, что и создаёт кислую среду:

$HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$

Наличие ионов $H^+$ объясняет красную окраску лакмуса. Наличие сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$) в растворе объясняет образование белого осадка с хлоридом бария. Наличие ионов натрия ($Na^+$) объясняет жёлтое окрашивание пламени.

Таким образом, все три условия выполняются для гидросульфата натрия.

Ответ: неизвестная соль — гидросульфат натрия ($NaHSO_4$).