Номер 5-147, страница 68 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-147. В трех склянках без этикеток находятся растворы хлорида натрия, хлорида алюминия, хлорида магния. Как химическим путем распознать, какое вещество в каждой из склянок?

Дано:

Три склянки с водными растворами солей без этикеток: хлорид натрия ($NaCl$), хлорид алюминия ($AlCl_3$), хлорид магния ($MgCl_2$).

Найти:

Способ химической идентификации каждого вещества.

Решение:

Для того чтобы различить растворы данных солей, необходимо провести качественные реакции на катионы металлов: $Na^+$, $Al^{3+}$ и $Mg^{2+}$, поскольку анион ($Cl^−$) во всех трех случаях одинаков. Самым удобным реагентом для этой цели является раствор сильной щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$).

Эксперимент проводится следующим образом:
1. Пронумеровать склянки (например, №1, №2 и №3).
2. Отобрать из каждой склянки пробы в три чистые пробирки.
3. В каждую из пробирок по каплям добавлять раствор гидроксида натрия, внимательно наблюдая за происходящими изменениями. Важно сначала добавить немного щелочи, а затем ее избыток.

В результате можно будет наблюдать следующие явления:

- В одной из пробирок при добавлении раствора $NaOH$ не произойдет никаких видимых изменений. Раствор останется бесцветным и прозрачным. Это означает, что в этой пробирке находится раствор хлорида натрия ($NaCl$).

- Во второй пробирке при добавлении щелочи выпадет белый студенистый (гелеобразный) осадок. При добавлении избытка раствора $NaOH$ этот осадок не растворяется. Это качественная реакция на ион магния, следовательно, в этой пробирке находится раствор хлорида магния ($MgCl_2$). Осадок представляет собой гидроксид магния ($Mg(OH)_2$).
Уравнение реакции: $MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

- В третьей пробирке при добавлении первых капель щелочи также образуется белый студенистый осадок — гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$). Однако, в отличие от гидроксида магния, гидроксид алюминия является амфотерным, то есть реагирует и с кислотами, и с щелочами. Поэтому при добавлении избытка раствора $NaOH$ образовавшийся осадок полностью растворится с образованием прозрачного раствора комплексной соли (тетрагидроксоалюмината натрия). Это качественная реакция на ион алюминия, значит, в пробирке находится раствор хлорида алюминия ($AlCl_3$).
Уравнение образования осадка: $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$
Уравнение растворения осадка в избытке щелочи: $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Таким образом, по разному поведению веществ при взаимодействии с раствором щелочи можно однозначно определить, в какой склянке находится каждый из хлоридов.

Ответ: Чтобы распознать вещества, нужно в пробы из каждой склянки добавить раствор щелочи (например, $NaOH$). В склянке с хлоридом натрия ($NaCl$) видимых изменений не произойдет. В склянке с хлоридом магния ($MgCl_2$) выпадет белый осадок, нерастворимый в избытке щелочи. В склянке с хлоридом алюминия ($AlCl_3$) сначала выпадет белый осадок, который растворится при дальнейшем добавлении избытка щелочи.