Номер 2, страница 197 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Практическая работа 4. Решение экспериментальных задач. Параграф 26. Свойства оксидов, кислот, оснований и солей. Глава 6. Классификация и взаимосвязь неорганических и органических веществ - номер 2, страница 197.

Условие.

Задание 2

В четырёх склянках находятся растворы сульфата натрия ($\text{Na}_2\text{SO}_4$), хлорида натрия ($\text{NaCl}$), карбоната натрия ($\text{Na}_2\text{CO}_3$) и дистиллированная вода ($\text{H}_2\text{O}$). Проделайте качественные реакции, с помощью которых можно распознать эти вещества.

Решение.

Решение 2.

Для распознавания выданных веществ необходимо провести ряд качественных реакций, позволяющих однозначно идентифицировать каждое из них. План эксперимента может быть следующим:

Решение

Для идентификации веществ в четырех пронумерованных склянках будем последовательно проводить качественные реакции на характерные ионы ($CO_3^{2-}$, $SO_4^{2-}$, $Cl^-$). Из каждой склянки отбираем пробы для анализа.

1. Определение карбоната натрия ($Na_2CO_3$)

В пробы из каждой из четырех склянок добавим раствор сильной кислоты, например, соляной ($HCl$) или серной ($H_2SO_4$). В той склянке, где наблюдается бурное выделение бесцветного газа (вскипание), находится раствор карбоната натрия. Это происходит из-за реакции карбонат-иона с ионами водорода, в результате которой образуется неустойчивая угольная кислота, разлагающаяся на воду и углекислый газ.

Уравнение реакции:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

В ионном виде:

$2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow$

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

Таким образом, одна склянка идентифицирована. Осталось три склянки с растворами сульфата натрия, хлорида натрия и дистиллированной водой.

2. Определение сульфата натрия ($Na_2SO_4$)

В пробы из оставшихся трех склянок добавим раствор, содержащий ионы бария, например, хлорид бария ($BaCl_2$) или нитрат бария ($Ba(NO_3)_2$). В склянке с сульфатом натрия выпадет плотный белый осадок сульфата бария, который нерастворим в кислотах.

Уравнение реакции:

$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

В ионном виде:

$2Na^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

$SO_4^{2-} + Ba^{2+} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

Так мы определяем вторую склянку. Осталось две: с хлоридом натрия и водой.

3. Определение хлорида натрия ($NaCl$)

В пробы из последних двух склянок добавим раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). В склянке с хлоридом натрия выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра, который не растворяется в азотной кислоте.

Уравнение реакции:

$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

В ионном виде:

$Na^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl\downarrow + Na^+ + NO_3^-$

$Cl^- + Ag^+ \rightarrow AgCl\downarrow$

Таким образом идентифицирована третья склянка.

4. Определение дистиллированной воды ($H_2O$)

В последней, четвертой склянке находится дистиллированная вода. Она не вступает в реакции ни с одним из использованных реактивов (кислотой, солью бария, солью серебра), никаких видимых изменений в ней не происходит.

Ответ:

Для распознавания веществ необходимо последовательно провести следующие действия:

1. Добавить во все пробы раствор сильной кислоты (например, $HCl$). Выделение газа укажет на карбонат натрия ($Na_2CO_3$).
2. В оставшиеся пробы добавить раствор соли бария (например, $BaCl_2$). Выпадение белого осадка укажет на сульфат натрия ($Na_2SO_4$).
3. В оставшиеся две пробы добавить раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Выпадение белого творожистого осадка укажет на хлорид натрия ($NaCl$).
4. В склянке, где не произошло никаких видимых изменений ни в одном из тестов, находится дистиллированная вода ($H_2O$).