Номер 5-148, страница 68 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-148. В трех колбах без этикеток находятся растворы нитрата калия, нитрата цинка, нитрата меди(II). Как химическим путем распознать, какое вещество в каждой из колб?

Решение

Для распознавания растворов нитрата калия ($KNO_3$), нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$) и нитрата меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) можно использовать их физические и химические свойства, выполнив действия в определенной последовательности.

1. Определение нитрата меди(II) по цвету раствора.
Первым делом следует осмотреть все три колбы. Растворы солей меди(II) имеют характерный синий или голубой цвет из-за присутствия гидратированных ионов меди ($[Cu(H_2O)_6]^{2+}$). Растворы нитрата калия и нитрата цинка являются бесцветными. Таким образом, колба с раствором синего цвета содержит нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$).

2. Определение нитрата цинка и нитрата калия с помощью щелочи.
Для того чтобы различить два оставшихся бесцветных раствора, необходимо провести качественную реакцию. В качестве реагента можно использовать раствор любой щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$). Для этого нужно отобрать из каждой колбы с бесцветным раствором небольшие пробы в отдельные пробирки и добавить в них по несколько капель раствора $NaOH$.

• В пробирке, содержащей раствор нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$), будет наблюдаться образование белого студенистого (гелеобразного) осадка гидроксида цинка ($Zn(OH)_2$).
  Уравнение реакции:
  $Zn(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$
• В пробирке, содержащей раствор нитрата калия ($KNO_3$), никаких видимых изменений не произойдет, так как нитрат калия не реагирует с гидроксидом натрия с образованием осадка.

Для дополнительного подтверждения можно в пробирку с выпавшим белым осадком добавить избыток раствора щелочи. Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) является амфотерным соединением и растворится в избытке щелочи, образуя прозрачный раствор комплексной соли — тетрагидроксоцинката натрия ($Na_2[Zn(OH)_4]$).
Уравнение реакции:
$Zn(OH)_2 + 2NaOH_{ (изб.)} \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Также можно провести реакцию раствора нитрата меди(II) со щелочью для подтверждения. При добавлении $NaOH$ к синему раствору $Cu(NO_3)_2$ выпадает синий осадок гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$), который, в отличие от гидроксида цинка, не растворяется в избытке щелочи.
Уравнение реакции:
$Cu(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$

Ответ: Распознать вещества можно в два этапа. Сначала по цвету: синий раствор – это нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$). Затем, к двум оставшимся бесцветным растворам следует добавить раствор щелочи (например, $NaOH$). В колбе, где выпадет белый осадок, находится нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$). В колбе, где видимых изменений не произойдет, находится нитрат калия ($KNO_3$).