Номер 6, страница 120 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 25. Бор. Глава 1. Неметаллы - номер 6, страница 120.

Условие.

6. В четырех пробирках находятся растворы глауберовой соли, питьевой соды, буры и ортофосфата натрия. Как определить содержимое каждой пробирки?

Решение.

Решение 2.

Для определения содержимого каждой из четырех пробирок необходимо провести ряд качественных химических реакций. В пробирках находятся водные растворы следующих солей:

• Глауберова соль (сульфат натрия) - $Na_2SO_4$
• Питьевая сода (гидрокарбонат натрия) - $NaHCO_3$
• Бура (тетраборат натрия) - $Na_2B_4O_7$
• Ортофосфат натрия - $Na_3PO_4$

Решение

План определения веществ заключается в последовательном применении реагентов, которые дают характерные, уникальные реакции с одним из веществ, позволяя идентифицировать его и исключить из дальнейшего рассмотрения.

Этап 1. Идентификация питьевой соды ($NaHCO_3$)

Во все четыре пробирки добавим раствор сильной кислоты, например, соляной ($HCl$).

• Наблюдение: В одной из пробирок начнется бурное выделение бесцветного газа без запаха.
• Вывод: Эта пробирка содержит раствор питьевой соды (гидрокарбоната натрия), так как только он вступает в реакцию с кислотой с выделением углекислого газа.
• Уравнение реакции: $NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

Таким образом, одна пробирка идентифицирована. Осталось определить три вещества: $Na_2SO_4$, $Na_2B_4O_7$ и $Na_3PO_4$.

Этап 2. Идентификация ортофосфата натрия ($Na_3PO_4$)

В оставшиеся три пробирки добавим раствор нитрата серебра ($AgNO_3$).

• Наблюдение: В одной из пробирок выпадет характерный осадок ярко-желтого цвета.
• Вывод: Эта пробирка содержит раствор ортофосфата натрия. Образовавшийся осадок – фосфат серебра ($Ag_3PO_4$). Это качественная реакция на фосфат-ион.
• Уравнение реакции: $Na_3PO_4 + 3AgNO_3 \rightarrow Ag_3PO_4 \downarrow + 3NaNO_3$

Примечание: Раствор буры также может дать белый осадок с нитратом серебра, а раствор глауберовой соли – белый осадок при высокой концентрации. Однако желтый цвет осадка является уникальным признаком для ортофосфата натрия в данном наборе.

Теперь идентифицированы две пробирки. Осталось различить растворы глауберовой соли ($Na_2SO_4$) и буры ($Na_2B_4O_7$).

Этап 3. Идентификация глауберовой соли ($Na_2SO_4$) и буры ($Na_2B_4O_7$)

В последние две неопознанные пробирки добавим раствор соли бария, например, хлорида бария ($BaCl_2$).

• Наблюдение 1: В одной из пробирок выпадет обильный, плотный белый осадок.
• Вывод 1: Эта пробирка содержит раствор глауберовой соли (сульфата натрия). Осадок – сульфат бария ($BaSO_4$), который нерастворим в воде и кислотах. Это качественная реакция на сульфат-ион.
• Уравнение реакции: $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$
• Наблюдение 2: В последней оставшейся пробирке при добавлении $BaCl_2$ видимых изменений не произойдет (или выпадет лишь незначительный осадок, в зависимости от концентрации).
• Вывод 2: Эта пробирка содержит раствор буры (тетрабората натрия).

Таким образом, последовательно проведя три опыта, можно однозначно определить содержимое каждой пробирки.

Ответ:
Для определения содержимого каждой пробирки следует выполнить следующие действия:

1. Добавить во все пробирки раствор сильной кислоты (например, $HCl$). Пробирка, в которой выделится газ, содержит питьевую соду ($NaHCO_3$).
2. В оставшиеся три пробирки добавить раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Пробирка, в которой выпадет желтый осадок, содержит ортофосфат натрия ($Na_3PO_4$).
3. В оставшиеся две пробирки добавить раствор хлорида бария ($BaCl_2$). Пробирка, в которой выпадет обильный белый осадок, содержит глауберову соль ($Na_2SO_4$).
4. Методом исключения, последняя оставшаяся пробирка содержит буру ($Na_2B_4O_7$).