Номер 11, страница 428 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 83. Неорганические материалы. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 11, страница 428.

Условие.

11. Как можно доказать, что в состав сверхпроводящей керамики входят барий и медь? Напишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Чтобы доказать, что в состав сверхпроводящей керамики входят барий и медь, необходимо провести качественный химический анализ. Процесс включает два основных этапа: растворение образца для перевода металлов в ионную форму и последующее проведение характерных реакций для обнаружения каждого иона.

1. Растворение образца.
Сначала образец керамики необходимо растворить. Поскольку оксиды металлов, из которых состоит керамика, обычно нерастворимы в воде, для их растворения используют сильные кислоты, например, соляную ($HCl$) или азотную ($HNO_3$). В результате реакции образуется раствор, содержащий соли металлов, в том числе ионы бария ($Ba^{2+}$) и меди ($Cu^{2+}$).

Доказательство присутствия бария

Для обнаружения ионов бария ($Ba^{2+}$) к части полученного раствора добавляют раствор, содержащий сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$), например, серную кислоту ($H_2SO_4$) или раствор сульфата натрия ($Na_2SO_4$). Качественным признаком реакции является выпадение белого мелкокристаллического осадка сульфата бария ($BaSO_4$), который не растворяется в кислотах.

Уравнение реакции в ионной форме: $Ba^{2+}(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) \rightarrow BaSO_4(т)\downarrow$

Ответ: Присутствие бария доказывают добавлением к раствору сульфат-ионов. Образование белого осадка $BaSO_4$ подтверждает наличие ионов бария. Уравнение реакции: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$.

Доказательство присутствия меди

Для обнаружения ионов меди($II$) ($Cu^{2+}$) к другой части раствора добавляют избыток водного раствора аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$). В результате образуется комплексное соединение — гидроксотетраамминмеди(II), которое придает раствору характерную интенсивную сине-фиолетовую (васильковую) окраску. Это является качественной реакцией на ионы $Cu^{2+}$.

Сначала при добавлении небольшого количества аммиака может выпасть голубой осадок гидроксида меди(II), который затем растворяется в избытке реагента. Суммарное уравнение образования комплексного иона: $Cu^{2+}(р-р) + 4NH_3(р-р) \rightarrow [Cu(NH_3)_4]^{2+}(р-р)$

Ответ: Присутствие меди доказывают добавлением к раствору избытка водного раствора аммиака. Появление интенсивного сине-фиолетового окрашивания за счет образования комплексного иона $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ подтверждает наличие ионов меди. Уравнение реакции: $Cu^{2+} + 4NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4]^{2+}$.