Страница 104 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно подтвердить качественный состав хлорида кальция.

Хлорид кальция — это соль с формулой $CaCl_2$. Она состоит из катионов кальция $Ca^{2+}$ и хлорид-анионов $Cl^{-}$. Чтобы подтвердить качественный состав этого соединения, необходимо провести две отдельные качественные реакции: одну на катион кальция, а другую — на хлорид-анион.

1. Качественная реакция на катион кальция ($Ca^{2+}$)

Для обнаружения катионов кальция $Ca^{2+}$ в растворе можно использовать растворимые соли угольной кислоты (карбонаты), например, карбонат натрия ($Na_2CO_3$). При добавлении раствора карбоната натрия к раствору хлорида кальция наблюдается выпадение белого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$). Также ионы кальция окрашивают пламя в кирпично-красный цвет.

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

В ионном виде:

$Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow$

Ответ: Уравнение реакции для подтверждения наличия ионов кальция: $CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$.

2. Качественная реакция на хлорид-анион ($Cl^{-}$)

Качественной реакцией на хлорид-ионы $Cl^{-}$ является их взаимодействие с раствором нитрата серебра ($AgNO_3$). В результате реакции образуется характерный белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$), который не растворяется в кислотах, например, в азотной кислоте ($HNO_3$).

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$CaCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow 2AgCl \downarrow + Ca(NO_3)_2$

В ионном виде:

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

Ответ: Уравнение реакции для подтверждения наличия хлорид-ионов: $CaCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow 2AgCl \downarrow + Ca(NO_3)_2$.

5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно подтвердить качественный состав сульфата кальция.

Для подтверждения качественного состава сульфата кальция ($CaSO_4$) необходимо провести качественные реакции, доказывающие наличие в его составе катионов кальция ($Ca^{2+}$) и сульфат-анионов ($SO_4^{2-}$). Поскольку сульфат кальция является малорастворимой солью, для проведения реакций в растворе используют его насыщенный водный раствор.

Решение

Качественная реакция на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$)

Реактивом на сульфат-ион являются растворимые соли бария, например, хлорид бария ($BaCl_2$). При добавлении к насыщенному раствору сульфата кальция раствора хлорида бария наблюдается выпадение белого кристаллического осадка сульфата бария ($BaSO_4$). Этот осадок нерастворим в сильных кислотах, что является отличительным признаком сульфат-иона.

Уравнение реакции в молекулярной форме:
$CaSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + CaCl_2$

Сокращенное ионное уравнение реакции, показывающее суть процесса:
$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

Ответ: Наличие сульфат-ионов в составе соли подтверждается образованием белого, нерастворимого в кислотах осадка $BaSO_4$ при добавлении растворимой соли бария.

Качественная реакция на ион кальция ($Ca^{2+}$)

Ионы кальция можно обнаружить с помощью растворимых солей щавелевой кислоты (оксалатов), например, оксалата аммония ($(NH_4)_2C_2O_4$), или с помощью растворимых карбонатов, например, карбоната натрия ($Na_2CO_3$). При добавлении к насыщенному раствору сульфата кальция раствора оксалата аммония образуется белый осадок оксалата кальция ($CaC_2O_4$).

Уравнение реакции в молекулярной форме:
$CaSO_4 + (NH_4)_2C_2O_4 \rightarrow CaC_2O_4 \downarrow + (NH_4)_2SO_4$

Сокращенное ионное уравнение реакции:
$Ca^{2+} + C_2O_4^{2-} \rightarrow CaC_2O_4 \downarrow$

Другим способом обнаружения ионов кальция является пламенная проба: летучие соли кальция окрашивают пламя горелки в характерный кирпично-красный цвет.

Ответ: Наличие ионов кальция в составе соли подтверждается образованием белого осадка $CaC_2O_4$ при добавлении растворимого оксалата или по кирпично-красному окрашиванию пламени.