Номер в, страница 107 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Практическая работа 2. Идентификация неорганических соединений. Параграф 15. Реакции в водных растворах электролитов. Водородный показатель. Глава 4. Химические реакции - номер в, страница 107.

Условие.

в) $CuCl_2$, $NaCl$, $NaNO_3$, $Na_3PO_4$;

Решение.

Решение 2.

в)

В данном ряду представлены четыре химических вещества. Проанализируем их состав и свойства. Все вещества в этом списке относятся к классу солей:

• $CuCl_2$ – хлорид меди(II), соль, образованная металлом медью и соляной кислотой.
• $NaCl$ – хлорид натрия, соль, образованная металлом натрием и соляной кислотой.
• $NaNO_3$ – нитрат натрия, соль, образованная металлом натрием и азотной кислотой.
• $Na_3PO_4$ – фосфат натрия, соль, образованная металлом натрием и ортофосфорной кислотой.

В качестве "лишнего" вещества в этом ряду можно выделить хлорид меди(II) ($CuCl_2$) по нескольким признакам.

1. По катиону металла. Три соли из четырех ($NaCl$, $NaNO_3$, $Na_3PO_4$) являются солями щелочного металла натрия ($Na$). В то время как $CuCl_2$ – это соль переходного металла меди ($Cu$).

2. По физическим свойствам. Соли натрия ($NaCl$, $NaNO_3$, $Na_3PO_4$) – это белые кристаллические вещества, которые образуют бесцветные растворы. Соли меди(II), в том числе $CuCl_2$, как правило, окрашены (сам хлорид меди(II) – сине-зеленый кристалл), а их водные растворы имеют характерный синий или зеленый цвет из-за присутствия гидратированных ионов меди.

3. По типу гидролиза. Соли образованы основаниями и кислотами разной силы, что влияет на их поведение в водном растворе (гидролиз) и на pH среды.

• $CuCl_2$ – соль, образованная слабым основанием ($Cu(OH)_2$) и сильной кислотой ($HCl$). Подвергается гидролизу по катиону, создавая в растворе кислую среду ($pH < 7$).
  Уравнение гидролиза по первой ступени: $Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^+ + H^+$
• $NaCl$ и $NaNO_3$ – соли, образованные сильным основанием ($NaOH$) и сильными кислотами ($HCl$ и $HNO_3$ соответственно). Гидролизу не подвергаются, среда их растворов нейтральная ($pH = 7$).
• $Na_3PO_4$ – соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой ($H_3PO_4$). Подвергается гидролизу по аниону, создавая в растворе щелочную среду ($pH > 7$).
  Уравнение гидролиза по первой ступени: $PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-$

Таким образом, $CuCl_2$ является единственной солью, образованной слабым основанием, и единственной, гидролиз которой приводит к кислой среде.

Также можно рассмотреть возможность химического взаимодействия между этими веществами в растворе. Реакции ионного обмена идут до конца, если образуется осадок, газ или слабый электролит (например, вода).

Единственная возможная реакция в этом ряду происходит между хлоридом меди(II) и фосфатом натрия, так как в результате образуется нерастворимый фосфат меди(II) $Cu_3(PO_4)_2$:

• Молекулярное уравнение: $3CuCl_2 + 2Na_3PO_4 \rightarrow Cu_3(PO_4)_2\downarrow + 6NaCl$
• Полное ионное уравнение: $3Cu^{2+} + 6Cl^{-} + 6Na^{+} + 2PO_4^{3-} \rightarrow Cu_3(PO_4)_2\downarrow + 6Na^{+} + 6Cl^{-}$
• Сокращенное ионное уравнение: $3Cu^{2+} + 2PO_4^{3-} \rightarrow Cu_3(PO_4)_2\downarrow$

Остальные пары веществ не реагируют, так как либо содержат общие ионы, либо все продукты реакции растворимы.

Ответ: Лишним веществом в ряду является хлорид меди(II) ($CuCl_2$). Он отличается от остальных солей по катиону (соль меди, а не натрия), по цвету (окрашен, в отличие от бесцветных солей натрия) и по характеру гидролиза (соль слабого основания и сильной кислоты, создающая кислую среду, в то время как остальные соли образованы сильным основанием, а их среда нейтральная или щелочная).