Номер 5-59, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-59. В двух склянках без этикеток находятся раствор гидроксида натрия и соляная кислота. Предложите способы идентификации* веществ.

Для идентификации раствора гидроксида натрия ($NaOH$) и соляной кислоты ($HCl$) в двух склянках без этикеток необходимо провести качественный анализ, основанный на их противоположных химических свойствах. Гидроксид натрия является сильным основанием (щёлочью), а соляная кислота – сильной кислотой. Ниже предложено несколько способов их распознавания.

Это самый простой и наглядный метод. Кислотно-основные индикаторы – это вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от водородного показателя (pH) среды. Для анализа необходимо отобрать из каждой склянки небольшие пробы (по 1-2 мл) в отдельные чистые пробирки и добавить в каждую по 1-2 капли раствора индикатора.

• При добавлении лакмуса раствор в одной из пробирок окрасится в синий цвет, что указывает на щелочную среду ($NaOH$). В другой пробирке раствор станет красным, что характерно для кислой среды ($HCl$).
• При добавлении фенолфталеина раствор в одной из пробирок станет малиновым – это гидроксид натрия ($NaOH$). В пробирке с соляной кислотой ($HCl$) раствор останется бесцветным.
• При добавлении метилового оранжевого (метилоранжа) раствор в пробирке с кислотой ($HCl$) станет красным, а в пробирке со щёлочью ($NaOH$) – жёлтым.

Ответ: Склянка, содержимое которой окрашивает лакмус в синий цвет, фенолфталеин – в малиновый, а метилоранж – в жёлтый, содержит раствор гидроксида натрия. Соответственно, в другой склянке находится соляная кислота.

Этот метод основан на проведении химических реакций, которые имеют характерные, легко наблюдаемые признаки (выпадение осадка, выделение газа) только для одного из определяемых веществ.

1. Реакция с растворимой солью металла, образующего нерастворимый гидроксид. В качестве реагента можно использовать раствор сульфата меди(II) ($CuSO_4$). При добавлении нескольких капель этого раствора к пробам из склянок наблюдаются следующие изменения:

   • В пробирке с гидроксидом натрия выпадает объёмный студенистый осадок синего цвета – гидроксид меди(II). Уравнение реакции:
     $2NaOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
   • В пробирке с соляной кислотой никаких видимых изменений не происходит.

2. Реакция с карбонатами. Можно использовать твёрдый карбонат, например, карбонат кальция ($CaCO_3$, мел, мрамор) или карбонат натрия ($Na_2CO_3$). При добавлении небольшого количества карбоната в пробирки с пробами:

   • В пробирке с соляной кислотой начнётся бурная реакция с выделением пузырьков бесцветного газа без запаха – углекислого газа. Уравнение реакции:
     $2HCl + CaCO_3 \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$
   • В пробирке с гидроксидом натрия реакция не пойдёт, видимых изменений не будет.

3. Реакция с активным металлом. Металлы, стоящие в ряду активности до водорода (например, цинк $Zn$, магний $Mg$, железо $Fe$), реагируют с кислотами с выделением водорода. Рекомендуется использовать магний, так как он не реагирует со щелочами.

   • При добавлении в пробирку с соляной кислотой стружки магния или гранулы цинка будет наблюдаться выделение пузырьков газа – водорода. Уравнение реакции с магнием:
     $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$
   • В пробирке с гидроксидом натрия реакции с магнием не произойдет.

Ответ: Склянка, содержимое которой даёт синий осадок с сульфатом меди, является раствором гидроксида натрия. Склянка, содержимое которой реагирует с карбонатом или активным металлом с выделением газа, является соляной кислотой.