Номер 73, страница 245 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.73. Как различить хлориды цинка и алюминия? Приведите уравнения реакций.

Решение

Чтобы различить водные растворы хлорида цинка ($ZnCl_2$) и хлорида алюминия ($AlCl_3$), можно использовать качественную реакцию, основанную на различных свойствах их гидроксидов. Оба гидроксида, $Zn(OH)_2$ и $Al(OH)_3$, являются амфотерными, но по-разному реагируют со слабыми основаниями, таким как водный раствор аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$).

Порядок проведения эксперимента следующий:

1. В две пробирки наливают исследуемые растворы солей.

2. В каждую пробирку по каплям добавляют водный раствор аммиака. В обеих пробирках наблюдается образование белого студенистого осадка. Это гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) и гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) соответственно.

Уравнения реакций образования осадков:

$ZnCl_2 + 2NH_3 \cdot H_2O \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NH_4Cl$

$AlCl_3 + 3NH_3 \cdot H_2O \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NH_4Cl$

3. Далее в каждую пробирку продолжают добавлять раствор аммиака до его избытка.

На этом этапе наблюдается ключевое различие: осадок гидроксида цинка ($Zn(OH)_2$) растворяется в избытке аммиака, образуя прозрачный раствор. Осадок гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$) в избытке аммиака не растворяется.

Растворение осадка $Zn(OH)_2$ происходит за счет образования растворимого комплексного соединения — гидроксида тетраамминцинка(II):

$Zn(OH)_2 + 4NH_3 \cdot H_2O \rightarrow [Zn(NH_3)_4](OH)_2 + 4H_2O$

Гидроксид алюминия не вступает в реакцию с избытком раствора аммиака, так как является слишком слабым основанием для образования аммиачного комплекса.

Таким образом, по растворимости осадка в избытке раствора аммиака можно однозначно идентифицировать исходные соли.

Ответ:

Различить хлориды цинка и алюминия можно с помощью избытка водного раствора аммиака. При его добавлении к раствору хлорида цинка первоначально выпавший белый осадок гидроксида цинка растворится. При добавлении к раствору хлорида алюминия выпавший белый осадок гидроксида алюминия не растворится.

Уравнения реакций, лежащих в основе распознавания:

$ZnCl_2 + 2NH_3 \cdot H_2O \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NH_4Cl$

$AlCl_3 + 3NH_3 \cdot H_2O \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NH_4Cl$

$Zn(OH)_2 + 4NH_3 \cdot H_2O \rightarrow [Zn(NH_3)_4](OH)_2 + 4H_2O$