Номер 13, страница 85 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. При исследовании состава вещества его бесцветный раствор разделили на две порции. К одной порции добавили раствор карбоната натрия и наблюдали выделение газа без цвета и запаха, в котором гаснет горящая лучина. В другую порцию добавили раствор нитрата бария и наблюдали образование белого осадка.

Определите состав неизвестного вещества. Запишите соответствующие эксперименту уравнения реакций.

Решение:

Проанализируем результаты двух экспериментов для определения состава неизвестного вещества, бесцветный раствор которого был исследован.

1. Эксперимент с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$).

К первой порции раствора добавили раствор карбоната натрия. Наблюдалось выделение газа без цвета и запаха, в котором гаснет горящая лучина. Таким газом является углекислый газ ($CO_2$). Выделение углекислого газа при реакции с карбонатом свидетельствует о том, что в исследуемом растворе присутствуют ионы водорода ($H^+$), то есть вещество является кислотой. Реакция протекает по схеме: $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$.

2. Эксперимент с нитратом бария ($Ba(NO_3)_2$).

Ко второй порции раствора добавили раствор нитрата бария. Наблюдалось образование белого осадка. Раствор нитрата бария является качественным реагентом на некоторые анионы, в частности, на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$), сульфит-ион ($SO_3^{2-}$) и карбонат-ион ($CO_3^{2-}$), так как их соли с барием ($BaSO_4$, $BaSO_3$, $BaCO_3$) являются белыми осадками.

3. Вывод.

Из первого эксперимента мы установили, что вещество является кислотой. Следовательно, в растворе кислая среда. В кислой среде осадки сульфита бария и карбоната бария растворились бы. Сульфат бария ($BaSO_4$) является единственным из перечисленных осадков, который нерастворим в кислотах. Таким образом, в растворе присутствуют сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$).

Соединив выводы из двух экспериментов (вещество является кислотой и содержит сульфат-ионы), мы можем заключить, что неизвестное вещество — это серная кислота ($H_2SO_4$).

Уравнения реакций, соответствующих эксперименту:

1. Реакция серной кислоты с карбонатом натрия:

$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Реакция серной кислоты с нитратом бария:

$H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HNO_3$

Ответ: Неизвестное вещество — серная кислота ($H_2SO_4$). Уравнения реакций:

$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

$H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HNO_3$