Номер 9, страница 21, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

9. На складе удобрений в одинаковых мешках хранились калиевая селитра и хлорид аммония. Лаборант для проведения анализа отсыпал немного каждого из удобрений, но перепутал пробирки с веществами. Помогите ему распознать эти два вещества.

Дано:

Две пробирки с белыми кристаллическими веществами: калиевая селитра (нитрат калия, $KNO_3$) и хлорид аммония ($NH_4Cl$).

Найти:

Способ распознать, в какой пробирке находится каждое из веществ.

Решение:

Калиевая селитра и хлорид аммония — это соли, которые внешне очень похожи (белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде). Чтобы их различить, необходимо провести качественные реакции, характерные для ионов, входящих в их состав. В состав калиевой селитры входят ионы калия ($K^+$) и нитрат-ионы ($NO_3^-$). В состав хлорида аммония — ионы аммония ($NH_4^+$) и хлорид-ионы ($Cl^-$).

Существует несколько способов их распознавания. Рассмотрим наиболее простые и надежные.

Способ 1. Реакция со щелочью (качественная реакция на ион аммония $NH_4^+$)

Этот способ основан на том, что соли аммония при взаимодействии с растворами щелочей при нагревании выделяют газообразный аммиак ($NH_3$), который имеет характерный резкий запах. Нитрат калия в такую реакцию не вступает.

Порядок действий:

1. Отобрать в две чистые пробирки небольшие пробы веществ.
2. Добавить в каждую пробирку дистиллированной воды до растворения веществ.
3. В каждую пробирку прилить немного раствора сильной щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$) или гидроксида калия ($KOH$).
4. Осторожно нагреть содержимое каждой пробирки.

Наблюдения:

• В пробирке с хлоридом аммония будет ощущаться резкий запах аммиака. Для более надежного определения можно поднести к отверстию пробирки влажную красную лакмусовую бумажку — она посинеет.

  Уравнение реакции: $NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t} NaCl + H_2o + NH_3\uparrow$

• В пробирке с нитратом калия никаких видимых изменений (выделения газа с запахом) не произойдет.

Способ 2. Реакция с нитратом серебра (качественная реакция на хлорид-ион $Cl^-$)

Этот способ основан на том, что растворимые соли серебра (например, нитрат серебра $AgNO_3$) образуют с хлорид-ионами нерастворимый белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$).

Порядок действий:

1. Отобрать в две чистые пробирки пробы веществ и растворить их в воде.
2. Добавить в каждую пробирку несколько капель раствора нитрата серебра ($AgNO_3$).

Наблюдения:

• В пробирке с хлоридом аммония сразу же выпадет белый творожистый осадок.

  Уравнение реакции: $NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NH_4NO_3$

• В пробирке с нитратом калия осадок не образуется, раствор останется прозрачным.

Таким образом, с помощью любого из этих двух способов можно однозначно определить, в какой из пробирок находится хлорид аммония, а в какой — калиевая селитра.

Ответ:

Чтобы распознать вещества, можно использовать один из следующих методов:

1. Добавить к растворам образцов щелочь (например, $NaOH$) и нагреть. Пробирка, в которой находится хлорид аммония, выделит газ с резким запахом (аммиак). В пробирке с калиевой селитрой реакции не будет.

2. Добавить к растворам образцов раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). В пробирке с хлоридом аммония выпадет белый творожистый осадок. В пробирке с калиевой селитрой видимых изменений не произойдет.