Номер 5-130, страница 67 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-130. В трех пробирках без этикеток находятся растворы карбоната натрия, сульфата натрия, нитрата натрия. Как химическим путем распознать, какое вещество находится в каждой из пробирок?

Решение

Для того чтобы распознать, в какой из пробирок находится каждый из растворов — карбонат натрия ($Na_2CO_3$), сульфат натрия ($Na_2SO_4$) и нитрат натрия ($NaNO_3$) — необходимо провести качественные реакции на анионы: карбонат-ион ($CO_3^{2-}$), сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) и нитрат-ион ($NO_3^{-}$). Катион натрия ($Na^+$) является общим для всех трех солей, поэтому различать вещества будем по анионам.

План определения веществ может быть следующим:

1. Пронумеровать пробирки (например, №1, №2, №3), чтобы их не перепутать. Из каждой пробирки отобрать небольшие пробы в три новые чистые пробирки для проведения анализа.

2. В каждую из трех пробирок с пробами добавить несколько капель раствора хлорида бария ($BaCl_2$).

• В двух пробирках будет наблюдаться образование белого осадка. Это означает, что в этих пробирках находятся растворы карбоната натрия и сульфата натрия, так как карбонат бария и сульфат бария — нерастворимые соли.
  Уравнение реакции с карбонатом натрия:
  $Na_2CO_3 + BaCl_2 \rightarrow BaCO_3\downarrow + 2NaCl$
  Уравнение реакции с сульфатом натрия:
  $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$
• В одной из пробирок видимых изменений не произойдет. В этой пробирке находится раствор нитрата натрия ($NaNO_3$), поскольку нитрат бария ($Ba(NO_3)_2$) хорошо растворим в воде. Таким образом, вещество в этой пробирке идентифицировано.

3. Теперь необходимо различить две пробирки, в которых образовался белый осадок. Для этого к осадкам в этих двух пробирках добавим раствор сильной кислоты, например, соляной кислоты ($HCl$).

• В той пробирке, где осадок растворится, сопровождаясь выделением пузырьков газа (шипением), изначально находился раствор карбоната натрия. Осадок карбоната бария ($BaCO_3$) вступает в реакцию с кислотой, образуя растворимую соль, воду и углекислый газ ($CO_2$).
  Уравнение реакции:
  $BaCO_3\downarrow + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$
• В той пробирке, где белый осадок не растворится при добавлении кислоты, изначально находился раствор сульфата натрия. Осадок сульфата бария ($BaSO_4$) является кислотоустойчивым и не реагирует с сильными кислотами.

Таким образом, все три вещества можно однозначно определить.

Сводная таблица результатов эксперимента:

Ответ:

Чтобы распознать вещества, следует в отобранные пробы из каждой пробирки прилить раствор хлорида бария ($BaCl_2$). В пробирке с нитратом натрия реакция не пойдет. В пробирках с карбонатом натрия и сульфатом натрия образуются белые осадки. Для их различения к полученным осадкам нужно добавить сильную кислоту (например, $HCl$). Осадок, который растворится с выделением газа, — это карбонат бария (исходное вещество — карбонат натрия). Осадок, который не растворится, — это сульфат бария (исходное вещество — сульфат натрия).