Лабораторный опыт № 32, страница 255 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

1-я пробирка

В первой пробирке смешиваются растворы сульфата железа(III) и гидроксида натрия. Происходит реакция ионного обмена между солью и щелочью.

Молекулярное уравнение реакции:

$Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na_2SO_4$

В результате реакции образуется гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$ — нерастворимое в воде основание, которое выпадает в виде бурого осадка. Второй продукт, сульфат натрия $Na_2SO_4$, является растворимой солью и остается в растворе.

Полное ионное уравнение:

$2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} + 6Na^+ + 6OH^- \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 6Na^+ + 3SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

Наблюдение: образование объемистого осадка бурого цвета.

Ответ: При взаимодействии растворов сульфата железа(III) и гидроксида натрия образуется нерастворимый гидроксид железа(III) $Fe(OH)_3$ в виде бурого осадка.

2-я пробирка

Во второй пробирке смешиваются растворы сульфата аммония и гидроксида калия. Это также реакция ионного обмена. При нагревании один из продуктов реакции разлагается с выделением газа.

Молекулярное уравнение реакции:

$(NH_4)_2SO_4 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2SO_4 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$

В ходе реакции образуется гидроксид аммония $NH_4OH$, который является неустойчивым соединением и при небольшом нагревании разлагается на аммиак $NH_3$ и воду $H_2O$. Аммиак — это газ с характерным резким запахом (запах нашатырного спирта), который можно определить по запаху.

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + 2OH^- \xrightarrow{t} 2K^+ + SO_4^{2-} + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3 \uparrow + H_2O$

Наблюдение: при нагревании выделяется бесцветный газ с резким запахом.

Ответ: При нагревании смеси сульфата аммония и гидроксида калия выделяется аммиак $NH_3$ — газ с резким запахом.

3-я пробирка

В третьей пробирке смешиваются растворы нитрата бария и гидроксида калия.

Предполагаемое уравнение реакции обмена:

$Ba(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Ba(OH)_2 + 2KNO_3$

Однако, для того чтобы реакция ионного обмена протекала до конца, необходимо, чтобы один из продуктов был нерастворим, газообразен или являлся слабым электролитом. В данном случае оба продукта реакции — гидроксид бария $Ba(OH)_2$ и нитрат калия $KNO_3$ — являются растворимыми в воде веществами и сильными электролитами. Исходные вещества также растворимы. Следовательно, в растворе просто находятся ионы $Ba^{2+}$, $NO_3^-$, $K^+$ и $OH^-$, и видимых признаков реакции не наблюдается.

Ионное уравнение показывает, что все ионы остаются в растворе и реакция не идет:

$Ba^{2+} + 2NO_3^- + 2K^+ + 2OH^- \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^- + 2K^+ + 2NO_3^-$

Наблюдение: видимых изменений не происходит.

Ответ: Реакция между нитратом бария и гидроксидом калия не протекает, так как все исходные вещества и возможные продукты реакции растворимы в воде и являются сильными электролитами.

Ответьте на вопрос: при каких условиях соли взаимодействуют с щелочами?

На основе проведенного лабораторного опыта и общих правил протекания реакций ионного обмена можно сделать вывод, что взаимодействие солей со щелочами (растворимыми основаниями) возможно при соблюдении двух главных условий.

Первое условие: исходные вещества (и соль, и щелочь) должны быть растворимы в воде, чтобы в растворе присутствовали ионы, способные вступить в реакцию.

Второе условие: в результате реакции должен образовываться хотя бы один продукт, который уходит из сферы реакции. Таким продуктом может быть:

а) Нерастворимое вещество (осадок). В данном опыте это образование нерастворимого основания $Fe(OH)_3$ в первой пробирке.

б) Газообразное вещество. Это наблюдалось во второй пробирке, где при реакции соли аммония со щелочью выделился газ аммиак $NH_3$.

в) Слабый электролит (например, вода). В данном опыте этот случай проявляется косвенно при разложении гидроксида аммония на аммиак и воду.

Если ни одно из этих условий не выполняется (как в третьей пробирке, где все возможные продукты растворимы и являются сильными электролитами), то реакция ионного обмена не протекает.

Ответ: Соли взаимодействуют со щелочами, если оба исходных вещества растворимы, и в результате реакции образуется нерастворимый осадок (нерастворимое основание), выделяется газ (аммиак из солей аммония) или образуется слабый электролит (например, вода).