Номер 8-56, страница 101 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-56. В трех колбах без этикеток находятся раствор хлорида натрия ($NaCl$), раствор хлорида меди($II$) ($CuCl_2$), раствор хлорида алюминия ($AlCl_3$). Как химическим путем распознать, какое вещество находится в каждой из колб?

Решение

Для того чтобы распознать, какое вещество находится в каждой из трех колб (раствор хлорида натрия, раствор хлорида меди(II), раствор хлорида алюминия), можно использовать комбинацию визуального наблюдения и химических качественных реакций.

Сначала следует обратить внимание на цвет растворов. Водные растворы солей меди(II) имеют характерную окраску. Раствор хлорида меди(II) ($CuCl_2$) будет синего или сине-зеленого цвета. В отличие от него, растворы хлорида натрия ($NaCl$) и хлорида алюминия ($AlCl_3$) являются бесцветными. Таким образом, колба с окрашенным раствором может быть сразу идентифицирована как содержащая хлорид меди(II).

Далее, для различения двух оставшихся бесцветных растворов необходимо провести химический эксперимент. В качестве реагента для качественного определения катионов алюминия $Al^{3+}$ и натрия $Na^{+}$ можно использовать раствор щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$).

Нужно отобрать пробы из двух колб с бесцветными растворами в разные пробирки и добавить в каждую по каплям раствор $NaOH$.

1. В колбе с раствором хлорида алюминия ($AlCl_3$) при добавлении щелочи выпадет белый студенистый осадок гидроксида алюминия $Al(OH)_3$.
Уравнение реакции: $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$
Важной особенностью гидроксида алюминия является его амфотерность. Это означает, что он будет реагировать с избытком сильной щелочи. При дальнейшем добавлении раствора $NaOH$ образовавшийся осадок растворится, и раствор снова станет прозрачным из-за образования растворимой комплексной соли — тетрагидроксоалюмината натрия.
Уравнение реакции: $Al(OH)_3 + NaOH_{изб.} \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

2. В колбе с раствором хлорида натрия ($NaCl$) при добавлении раствора гидроксида натрия никаких видимых изменений не произойдет, так как реакция ионного обмена не идет.

Для подтверждения правильности определения можно также добавить раствор щелочи в колбу с хлоридом меди(II). В результате выпадет синий осадок гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$, который, в отличие от гидроксида алюминия, не является амфотерным и не растворяется в избытке щелочи.
Уравнение реакции: $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Ответ:
Чтобы определить вещества в колбах, необходимо:
1. Идентифицировать раствор хлорида меди(II) ($CuCl_2$) по его синему или сине-зеленому цвету.
2. В две пробирки с пробами из оставшихся бесцветных растворов добавить по каплям раствор щелочи (например, $NaOH$).
3. В той пробирке, где сначала образуется белый студенистый осадок, а затем он растворяется при добавлении избытка щелочи, находится исходный раствор хлорида алюминия ($AlCl_3$).
4. В той пробирке, где при добавлении щелочи не наблюдается видимых изменений, находится исходный раствор хлорида натрия ($NaCl$).