Номер 16, страница 77, часть III - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

16. Как распознать вещества, находящиеся в склянках без этикеток:

а) растворы сульфата аммония и карбоната калия;

б) твердые карбонат кальция и нитрат серебра;

в) твердые хлорид бария и карбонат бария?

а) растворы сульфата аммония и карбоната калия

Решение:

Для распознавания данных бесцветных растворов, сульфата аммония ($(NH_4)_2SO_4$) и карбоната калия ($K_2CO_3$), можно провести качественную реакцию на карбонат-ион ($CO_3^{2-}$) или на ион аммония ($NH_4^+$). Проще всего использовать сильную кислоту.

В две пробирки отбирают пробы из склянок и добавляют в каждую раствор сильной кислоты, например, соляной ($HCl$). В пробирке с раствором карбоната калия будет наблюдаться бурное выделение бесцветного газа без запаха — углекислого газа ($CO_2$). В пробирке с сульфатом аммония видимых изменений не произойдет.

Уравнение реакции для карбоната калия:

$K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

В качестве альтернативного способа можно использовать раствор щелочи (например, $NaOH$). При добавлении щелочи и легком нагревании из раствора сульфата аммония будет выделяться газ с резким характерным запахом — аммиак ($NH_3$). Раствор карбоната калия со щелочью так не реагирует.

Уравнение реакции для сульфата аммония:

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

Ответ: Необходимо добавить в пробы растворов сильную кислоту (например, $HCl$). В склянке с карбонатом калия начнется выделение газа. Другой способ — добавить раствор щелочи (например, $NaOH$) и нагреть; из склянки с сульфатом аммония выделится газ с резким запахом (аммиак).

б) твердые карбонат кальция и нитрат серебра

Решение:

Карбонат кальция ($CaCO_3$) и нитрат серебра ($AgNO_3$) — это твердые вещества белого цвета. Их можно легко различить по их растворимости в воде.

Нужно взять пробы веществ и добавить к ним дистиллированную воду. Нитрат серебра хорошо растворяется в воде, образуя прозрачный бесцветный раствор. Карбонат кальция в воде практически нерастворим и останется в виде белого осадка.

Также можно использовать реакцию с кислотой, например, азотной ($HNO_3$, используется, чтобы избежать выпадения осадков хлорида или сульфата серебра). Карбонат кальция будет реагировать с кислотой с шипением, то есть с выделением углекислого газа, и растворится.

Уравнение реакции:

$CaCO_3(тв.) + 2HNO_3(р-р) \rightarrow Ca(NO_3)_2(р-р) + H_2O(ж.) + CO_2(г.) \uparrow$

Нитрат серебра просто растворится в водном растворе кислоты без выделения газа.

Ответ: Следует добавить к веществам воду. Нитрат серебра растворится, а карбонат кальция — нет.

в) твердые хлорид бария и карбонат бария

Решение:

Хлорид бария ($BaCl_2$) и карбонат бария ($BaCO_3$) — твердые вещества белого цвета. Для их распознавания можно использовать их различное отношение к воде или кислотам.

Способ 1: Растворение в воде.

В пробирки с образцами веществ добавляют дистиллированную воду. Хлорид бария растворится, образовав прозрачный раствор. Карбонат бария в воде не растворяется и останется в виде белого осадка.

Способ 2: Действие кислоты.

К образцам веществ добавляют раствор сильной кислоты, например, соляной ($HCl$). Карбонат бария прореагирует с кислотой с выделением углекислого газа (наблюдается "вскипание" или шипение), при этом твердое вещество растворится.

Уравнение реакции:

$BaCO_3(тв.) + 2HCl(р-р) \rightarrow BaCl_2(р-р) + H_2O(ж.) + CO_2(г.) \uparrow$

Хлорид бария с соляной кислотой не реагирует (просто растворится в ней, если был в твердом виде, без выделения газа).

Ответ: Необходимо добавить к веществам воду: хлорид бария растворится, карбонат бария — нет. Либо добавить кислоту (например, $HCl$): карбонат бария будет реагировать с выделением газа, хлорид бария — нет.