Мои химические исследования, страница 61 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение свойств нерастворимого гидроксида.

«ПОМОЩНИК»

В выданной вам пробирке под слоем воды находится нерастворимый гидроксид.

Взболтайте пробирку и отлейте половину жидкости в чистую пробирку.

К нерастворимому гидроксиду в первой пробирке добавляйте по каплям раствор азотной кислоты, встряхивая пробирку после добавления каждой капли.

К нерастворимому гидроксиду во второй пробирке добавляйте по каплям раствор гидроксида натрия, встряхивая пробирку после добавления каждой капли.

Данный эксперимент направлен на изучение химических свойств нерастворимых гидроксидов. Ключевым свойством, которое здесь исследуется, является амфотерность — способность вещества проявлять как основные, так и кислотные свойства, то есть реагировать и с кислотами, и со щелочами.

Поскольку в задании не указан конкретный нерастворимый гидроксид, для демонстрации эксперимента рассмотрим один из типичных амфотерных гидроксидов, например, гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) или гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$). Возьмем в качестве примера гидроксид алюминия — это белый студенистый осадок, нерастворимый в воде.

Согласно инструкции, исходный осадок гидроксида разделяют на две пробирки для проведения двух разных реакций, которые должны выявить его химическую природу.

К нерастворимому гидроксиду в первой пробирке добавляйте по каплям раствор азотной кислоты, встряхивая пробирку после добавления каждой капли.

Решение

При добавлении раствора азотной кислоты ($HNO_3$) к гидроксиду алюминия ($Al(OH)_3$) происходит реакция нейтрализации. Гидроксид алюминия в данном случае проявляет свои основные свойства, реагируя с кислотой. В результате реакции образуется растворимая соль — нитрат алюминия ($Al(NO_3)_3$) и вода ($H_2O$). Визуально наблюдается постепенное растворение белого студенистого осадка до образования прозрачного раствора.

Уравнение реакции:

$Al(OH)_3 \downarrow + 3HNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3H_2O$

В ионном виде уравнение выглядит так:

$Al(OH)_3 \downarrow + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$

Ответ: Осадок гидроксида растворится, так как он реагирует с азотной кислотой, образуя растворимую соль и воду. Это демонстрирует основные свойства гидроксида.

К нерастворимому гидроксиду во второй пробирке добавляйте по каплям раствор гидроксида натрия, встряхивая пробирку после добавления каждой капли.

Решение

При добавлении сильного основания (щелочи), такого как гидроксид натрия ($NaOH$), к гидроксиду алюминия, последний проявляет свои кислотные свойства. Происходит реакция с образованием комплексной соли — тетрагидроксоалюмината натрия ($Na[Al(OH)_4]$), которая хорошо растворима в воде. Визуально, как и в первом случае, наблюдается растворение белого осадка с образованием прозрачного раствора.

Уравнение реакции:

$Al(OH)_3 \downarrow + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

В ионном виде уравнение выглядит так:

$Al(OH)_3 \downarrow + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$

Способность одного и того же гидроксида реагировать как с кислотами, так и с щелочами, называется амфотерностью.

Ответ: Осадок гидроксида растворится, так как он реагирует с раствором гидроксида натрия, образуя растворимую комплексную соль. Это демонстрирует кислотные свойства гидроксида и подтверждает его амфотерный характер.