Номер 8, страница 109 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Вещества и их свойства. Параграф 21. Соли. Примените свои знания - номер 8, страница 109.

Условие.

8. Запишите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций, с помощью которых можно определить качественный состав следующих солей:

а) $FeSO_4$;

б) $BaCl_2$;

в) $(NH_4)_2CO_3$.

Решение.

Решение 2.

а) FeSO₄

Решение

Качественный анализ сульфата железа(II) $FeSO_4$ включает в себя определение катиона железа(II) $Fe^{2+}$ и сульфат-аниона $SO_4^{2-}$.

1. Обнаружение катиона железа(II) $Fe^{2+}$
Качественной реакцией на ион $Fe^{2+}$ является реакция с раствором щелочи (например, $NaOH$ или $KOH$). В результате реакции образуется осадок гидроксида железа(II) $Fe(OH)_2$ грязно-зеленого цвета.

Молекулярное уравнение реакции:
$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение:
$Fe^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение:
$Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow$

2. Обнаружение сульфат-аниона $SO_4^{2-}$
Качественной реакцией на сульфат-ион является взаимодействие с растворимыми солями бария (например, $BaCl_2$ или $Ba(NO_3)_2$). При этом выпадает белый кристаллический осадок сульфата бария $BaSO_4$, который не растворяется в кислотах.

Молекулярное уравнение реакции:
$FeSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + FeCl_2$

Полное ионное уравнение:
$Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4\downarrow + Fe^{2+} + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:
$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

Ответ: Для определения качественного состава $FeSO_4$ используют реакции, описываемые следующими сокращенными ионными уравнениями: $Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow$ (для обнаружения $Fe^{2+}$) и $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$ (для обнаружения $SO_4^{2-}$).

б) BaCl₂

Решение

Качественный анализ хлорида бария $BaCl_2$ включает в себя определение катиона бария $Ba^{2+}$ и хлорид-аниона $Cl^{-}$.

1. Обнаружение катиона бария $Ba^{2+}$
Качественной реакцией на ион $Ba^{2+}$ является реакция с растворимыми сульфатами (например, $H_2SO_4$ или $Na_2SO_4$). В результате образуется белый мелкокристаллический осадок сульфата бария $BaSO_4$.

Молекулярное уравнение реакции:
$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:
$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:
$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

2. Обнаружение хлорид-аниона $Cl^{-}$
Качественной реакцией на хлорид-ион является взаимодействие с раствором нитрата серебра($I$) $AgNO_3$. При этом выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра $AgCl$, нерастворимый в азотной кислоте.

Молекулярное уравнение реакции:
$BaCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow 2AgCl\downarrow + Ba(NO_3)_2$

Полное ионное уравнение:
$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Ag^+ + 2NO_3^- \rightarrow 2AgCl\downarrow + Ba^{2+} + 2NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение:
$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Ответ: Для определения качественного состава $BaCl_2$ используют реакции, описываемые следующими сокращенными ионными уравнениями: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$ (для обнаружения $Ba^{2+}$) и $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$ (для обнаружения $Cl^{-}$).

в) (NH₄)₂CO₃

Решение

Качественный анализ карбоната аммония $(NH_4)_2CO_3$ включает в себя определение катиона аммония $NH_4^{+}$ и карбонат-аниона $CO_3^{2-}$.

1. Обнаружение катиона аммония $NH_4^{+}$
Качественной реакцией на ион $NH_4^{+}$ является реакция с раствором щелочи (например, $NaOH$) при нагревании. В результате выделяется газообразный аммиак $NH_3$ с характерным резким запахом. Его можно обнаружить по посинению влажной красной лакмусовой бумажки.

Молекулярное уравнение реакции:
$(NH_4)_2CO_3 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NH_3\uparrow + Na_2CO_3 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:
$2NH_4^+ + CO_3^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \xrightarrow{t} 2NH_3\uparrow + 2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:
$NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3\uparrow + H_2O$

2. Обнаружение карбонат-аниона $CO_3^{2-}$
Качественной реакцией на карбонат-ион является взаимодействие с сильными кислотами (например, $HCl$ или $H_2SO_4$). При этом наблюдается бурное выделение углекислого газа $CO_2$ (вскипание).

Молекулярное уравнение реакции:
$(NH_4)_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NH_4Cl + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение:
$2NH_4^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2NH_4^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:
$2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: Для определения качественного состава $(NH_4)_2CO_3$ используют реакции, описываемые следующими сокращенными ионными уравнениями: $NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3\uparrow + H_2O$ (для обнаружения $NH_4^{+}$) и $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$ (для обнаружения $CO_3^{2-}$).