Лабораторный опыт №4, страница 41 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №4

Качественные реакции на катионы $Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Cu^{2+}$, взаимодействие со щелочами

Цель работы: уметь проводить качественные реакции на соли железа (II, III) и меди (II).

Реактивы и оборудование.

Растворы солей Fe(II, III) (хлориды или сульфаты), раствор соли меди (II), раствор щелочи, пробирки.

Проведение опытов.

1. В три пробирки с растворами солей железа (II, III) и меди налить немного раствора щелочи. Обратите внимание на цвет осадков.

2. Напишите ионное уравнение каждой реакции.

1. В три пробирки с растворами солей железа (II, III) и меди налить немного раствора щелочи. Обратите внимание на цвет осадков.

При добавлении раствора щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$) к растворам солей наблюдаются следующие качественные реакции, позволяющие идентифицировать катионы металлов по цвету образующихся нерастворимых гидроксидов:

• Пробирка с солью железа(II) (например, $FeCl_2$ или $FeSO_4$): При добавлении щелочи образуется осадок гидроксида железа(II) $Fe(OH)_2$ грязно-зеленого или серо-зеленого цвета. Со временем на воздухе этот осадок может окисляться, темнея и приобретая бурый оттенок.

• Пробирка с солью железа(III) (например, $FeCl_3$ или $Fe_2(SO_4)_3$): При добавлении щелочи выпадает объемистый аморфный осадок гидроксида железа(III) $Fe(OH)_3$ характерного бурого (красно-коричневого) цвета.

• Пробирка с солью меди(II) (например, $CuSO_4$ или $CuCl_2$): При добавлении щелочи образуется гелеобразный осадок гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$ ярко-голубого цвета.

Ответ: В пробирке с солью железа(II) выпадает серо-зеленый осадок, в пробирке с солью железа(III) — бурый осадок, а в пробирке с солью меди(II) — голубой осадок.

2. Напишите ионное уравнение каждой реакции.

Для описания этих реакций обмена в растворах электролитов используются ионные уравнения. Ниже приведены молекулярные, полные ионные и сокращенные ионные уравнения для каждого случая (в качестве щелочи взят гидроксид натрия $NaOH$).

Реакция с катионом железа(II) $Fe^{2+}$

Для примера возьмем реакцию между сульфатом железа(II) и гидроксидом натрия.

Молекулярное уравнение:

$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение:

$Fe^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^{+} + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение (показывает суть реакции):

$Fe^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$

Реакция с катионом железа(III) $Fe^{3+}$

Для примера возьмем реакцию между хлоридом железа(III) и гидроксидом натрия.

Молекулярное уравнение:

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Полное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

Реакция с катионом меди(II) $Cu^{2+}$

Для примера возьмем реакцию между сульфатом меди(II) и гидроксидом натрия.

Молекулярное уравнение:

$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение:

$Cu^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2Na^{+} + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Cu^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$

Ответ: Сокращенные ионные уравнения, описывающие образование осадков:

1. Для катиона $Fe^{2+}$: $Fe^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$

2. Для катиона $Fe^{3+}$: $Fe^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

3. Для катиона $Cu^{2+}$: $Cu^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow$