Лабораторная работа №11, страница 44, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11

Качественная реакция на ионы аммония и на сульфат-ионы

Реактивы: кристаллы сульфата аммония, нитрата аммония, раствор гидроксида натрия, 0,1 М растворы $H_2SO_4$, $CuSO_4$, $BaCl_2$, $Na_2SO_4$, дистиллированная вода.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: пробирки, держатели, штативы для пробирок, спиртовки, спички, асбестовая сетка.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Ход работы

Опыт 1. В одну пробирку поместите немного кристаллического сульфата аммония $(NH_4)_2SO_4$, во вторую — нитрата аммония $NH_4NO_3$. В обе пробирки прилейте по 1-2 мл раствора гидроксида натрия и слегка нагрейте. В струю выделяющегося газа поместите красную лакмусовую бумагу, смоченную дистиллированной водой.

Задания.

1. Какой газ выделяется в данном опыте? Напишите уравнения соответствующих реакций.

2. Как можно отличить соли аммония от других солей?

Опыт 2. В три пробирки налейте по 1 мл растворов: в первую — серной кислоты; во вторую — сульфата натрия, в третью — сульфата меди (II). В каждую пробирку прилейте по 0,5 мл раствора хлорида бария.

Задания.

1. Опишите наблюдения.

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

1. Какой газ выделяется в данном опыте? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение:

В данном опыте при взаимодействии солей аммония (сульфата аммония и нитрата аммония) с раствором гидроксида натрия при нагревании выделяется аммиак ($NH_3$). Аммиак — это бесцветный газ с резким характерным запахом. Он является основанием, поэтому влажная красная лакмусовая бумага в его струе синеет.

Это качественная реакция на ион аммония ($NH_4^+$).

Уравнения соответствующих реакций:

1. Взаимодействие сульфата аммония с гидроксидом натрия:

$(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$

2. Взаимодействие нитрата аммония с гидроксидом натрия:

$NH_4NO_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaNO_3 + NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: В данном опыте выделяется аммиак ($NH_3$). Уравнения реакций: $(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$ и $NH_4NO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + NH_3\uparrow + H_2O$.

2. Как можно отличить соли аммония от других солей?

Решение:

Чтобы отличить соли аммония от других солей, необходимо провести качественную реакцию на ион аммония ($NH_4^+$). Для этого к исследуемой соли (в твердом виде или в растворе) добавляют раствор щелочи (например, $NaOH$ или $KOH$) и смесь осторожно нагревают. Появление резкого запаха аммиака и посинение влажной красной лакмусовой бумажки, внесенной в струю выделяющегося газа, свидетельствует о наличии иона аммония в исходной соли.

Ответ: Соли аммония можно отличить от других солей по выделению аммиака (газа с резким запахом, окрашивающего влажную красную лакмусовую бумагу в синий цвет) при их реакции с растворами щелочей при нагревании.

1. Опишите наблюдения.

Решение:

Опыт 2 демонстрирует качественную реакцию на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$). Во всех трех пробирках содержатся вещества, имеющие в своем составе сульфат-ион: серная кислота ($H_2SO_4$), сульфат натрия ($Na_2SO_4$) и сульфат меди(II) ($CuSO_4$). При добавлении к ним раствора хлорида бария ($BaCl_2$) происходит реакция ионного обмена.

Наблюдения:

• В первой пробирке (с серной кислотой) выпадает обильный белый осадок.
• Во второй пробирке (с сульфатом натрия) выпадает обильный белый осадок.
• В третьей пробирке (с сульфатом меди(II)) выпадает белый осадок на фоне голубого раствора (цвет обусловлен ионами $Cu^{2+}$).

Во всех случаях образуется белый нерастворимый в воде и кислотах осадок сульфата бария ($BaSO_4$).

Ответ: Во всех трех пробирках наблюдается выпадение белого осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Решение:

Реакция в первой пробирке (серная кислота и хлорид бария):

Молекулярное уравнение:

$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Реакция во второй пробирке (сульфат натрия и хлорид бария):

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Реакция в третьей пробирке (сульфат меди(II) и хлорид бария):

Молекулярное уравнение:

$CuSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + CuCl_2$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Молекулярные, полные ионные и сокращенные ионные уравнения для трех реакций приведены выше в решении. Суть всех трех реакций сводится к взаимодействию ионов $Ba^{2+}$ и $SO_4^{2-}$, что отражено в одинаковом для всех случаев сокращенном ионном уравнении: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$.