Номер 3, страница 270 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Для того чтобы доказать, в какой из пробирок находится раствор хлорида калия ($KCl$), а в какой — сульфата магния ($MgSO_4$), необходимо провести качественные реакции на анионы: хлорид-ион ($Cl^−$) и сульфат-ион ($SO_4^{2−}$). Качественной реакцией на сульфат-ионы является их взаимодействие с ионами бария ($Ba^{2+}$) или свинца ($Pb^{2+}$), в результате чего образуются нерастворимые осадки белого цвета — сульфат бария ($BaSO_4$) и сульфат свинца ($PbSO_4$). Качественной реакцией на хлорид-ионы является их взаимодействие с ионами серебра ($Ag^+$) или свинца ($Pb^{2+}$), что приводит к выпадению белых осадков — хлорида серебра ($AgCl$) или хлорида свинца ($PbCl_2$).

Раствор из первой пробирки разделите пополам и перелейте в две пробирки. Прилейте в одну пробирку раствор нитрата свинца (II), в другую — раствор хлорида бария. В какой из пробирок выпал осадок? Какая из солей — KCl или MgSO₄ — содержится в первой пробирке?

При добавлении к раствору из первой пробирки как нитрата свинца (II), так и хлорида бария, будет наблюдаться выпадение белого осадка в обеих пробирках. Это происходит потому, что ионы свинца ($Pb^{2+}$) и ионы бария ($Ba^{2+}$) образуют нерастворимые соли с сульфат-ионами ($SO_4^{2−}$), которые содержатся в растворе сульфата магния.

Реакция с нитратом свинца (II): $MgSO_4 + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbSO_4\downarrow + Mg(NO_3)_2$

Реакция с хлоридом бария: $MgSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + MgCl_2$

Если бы в пробирке был хлорид калия, то осадок образовался бы только при добавлении нитрата свинца (II) ($PbCl_2$), а с хлоридом бария реакции бы не произошло, так как все возможные продукты реакции растворимы. Таким образом, образование осадка в обеих пробирках однозначно указывает на наличие сульфат-ионов.

Ответ: Осадок выпал в обеих пробирках (и с нитратом свинца (II), и с хлоридом бария). В первой пробирке содержится раствор сульфата магния ($MgSO_4$).

Раствор из второй пробирки испытайте на присутствие аниона, не обнаруженного в первой пробирке. Для этого к испытуемому раствору прилейте раствор нитрата свинца (II). Объясните наблюдаемое.

Поскольку в первой пробирке был обнаружен сульфат-ион ($SO_4^{2−}$), во второй пробирке должен находиться раствор хлорида калия ($KCl$), а анион, который предстоит обнаружить, — это хлорид-ион ($Cl^−$).

При добавлении к раствору из второй пробирки (хлорид калия) раствора нитрата свинца (II) наблюдается образование белого осадка. Этот осадок — хлорид свинца (II) ($PbCl_2$), который образуется в результате реакции обмена между ионами свинца ($Pb^{2+}$) из реагента и хлорид-ионами ($Cl^−$) из исследуемого раствора. Эта реакция является качественной на хлорид-ион и подтверждает его присутствие.

Ответ: Во второй пробирке находится раствор хлорида калия. При добавлении к нему раствора нитрата свинца (II) выпадает белый осадок хлорида свинца (II) ($PbCl_2$), что доказывает наличие хлорид-ионов в растворе.

Составьте уравнения реакций обмена проведённых вами реакций и полные и сокращённые ионные уравнения реакций обнаружения ионов.

1. Реакция обнаружения сульфат-ионов в первой пробирке с помощью нитрата свинца (II):

Молекулярное уравнение: $MgSO_4 + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbSO_4\downarrow + Mg(NO_3)_2$

Полное ионное уравнение: $Mg^{2+} + SO_4^{2-} + Pb^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow PbSO_4\downarrow + Mg^{2+} + 2NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Pb^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow PbSO_4\downarrow$

2. Реакция обнаружения сульфат-ионов в первой пробирке с помощью хлорида бария:

Молекулярное уравнение: $MgSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + MgCl_2$

Полное ионное уравнение: $Mg^{2+} + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4\downarrow + Mg^{2+} + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

3. Реакция обнаружения хлорид-ионов во второй пробирке с помощью нитрата свинца (II):

Молекулярное уравнение: $2KCl + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbCl_2\downarrow + 2KNO_3$

Полное ионное уравнение: $2K^+ + 2Cl^- + Pb^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow PbCl_2\downarrow + 2K^+ + 2NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Pb^{2+} + 2Cl^- \rightarrow PbCl_2\downarrow$

Ответ: Уравнения реакций обмена, а также полные и сокращенные ионные уравнения для проведенных реакций обнаружения ионов представлены выше.