Номер 4, страница 361 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 75. Химическое загрязнение окружающей среды. «Зелёная» химия. Глава 7. Химическая технология - номер 4, страница 361.

Условие.

4. Предложите способ очистки водопроводной воды от:

а) хлорида железа$(III)$;

б) сульфата меди$(II)$;

в) речного песка;

г) бензина.

Решение.

Решение 2.

а) хлорида железа(III)

Хлорид железа(III) ($FeCl_3$) — это соль, хорошо растворимая в воде. В растворе она диссоциирует на ионы железа $Fe^{3+}$ и хлорид-ионы $Cl^-$. Поскольку соль растворена, то есть образует с водой гомогенную (однородную) систему, отделить её физическими методами, такими как фильтрование или отстаивание, невозможно. Наиболее эффективным способом очистки воды от растворенных нелетучих веществ является дистилляция (перегонка). Этот метод основан на разнице в температурах кипения воды (100°C) и соли (температура кипения $FeCl_3$ — 316°C). При нагревании смеси вода испаряется, а соль остаётся в перегонном кубе. Водяной пар затем охлаждается и конденсируется, превращаясь в чистую дистиллированную воду. Также можно использовать метод обратного осмоса, при котором вода под давлением проходит через специальную мембрану, задерживающую ионы солей.

Ответ: дистилляция (перегонка) или обратный осмос.

б) сульфата меди(II)

Сульфат меди(II) ($CuSO_4$) также является растворимой в воде солью, образуя раствор голубого цвета. Как и в случае с хлоридом железа(III), для удаления сульфата меди из воды необходимо использовать методы, позволяющие разделять гомогенные смеси. Метод дистилляции (перегонки) будет эффективен и в этом случае. Вода будет испаряться, а нелетучий сульфат меди(II) останется в осадке. Последующая конденсация пара даст чистую воду.

Ответ: дистилляция (перегонка).

в) речного песка

Речной песок, основной компонент которого — диоксид кремния ($SiO_2$), не растворяется в воде. Он образует с водой гетерогенную (неоднородную) смесь — суспензию. Для разделения таких смесей, состоящих из жидкости и нерастворимого в ней твердого вещества, применяют механические методы. Самые распространенные — это отстаивание и фильтрование. При отстаивании смесь оставляют в покое, и песок, будучи плотнее воды, оседает на дно. Затем воду можно аккуратно слить. Фильтрование — более надежный способ. Воду с песком пропускают через фильтрующий материал (например, фильтровальную бумагу, ткань или специальный песчаный фильтр), который задерживает твердые частицы песка и пропускает воду.

Ответ: фильтрование.

г) бензина

Бензин (основные компоненты — углеводороды, например, бензол $C_6H_6$) — органическая жидкость, которая практически не смешивается с водой и имеет меньшую плотность (около 0,71–0,77 г/см³). Смесь воды и бензина является гетерогенной (эмульсией или двухслойной системой). Для её разделения можно использовать метод отстаивания. Смесь наливают в делительную воронку и дают постоять. Жидкости разделятся на два слоя: верхний — бензин, нижний — вода. Затем нижний слой (воду) можно аккуратно слить через кран воронки. Для удаления небольших количеств растворенного или эмульгированного бензина можно применить метод адсорбции, пропуская воду через фильтр с активированным углем, который хорошо поглощает органические соединения.

Ответ: отстаивание в делительной воронке с последующей адсорбцией (фильтрованием через активированный уголь).