Номер 8, страница 98 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

8. Карбонат-ион можно обнаружить с помощью водного раствора

1) гидроксида натрия

2) хлорида калия

3) хлороводорода

4) сульфата аммония

Для обнаружения карбонат-иона ($CO_3^{2-}$) в растворе необходимо провести качественную реакцию, то есть реакцию, которая сопровождается явным внешним признаком, таким как выделение газа, образование осадка или изменение цвета. Рассмотрим предложенные реагенты.

1) гидроксида натрия
При добавлении водного раствора гидроксида натрия ($NaOH$) к раствору, содержащему карбонат-ионы (например, к раствору $Na_2CO_3$), видимые изменения не происходят. Все ионы ($Na^+$, $OH^-$, $CO_3^{2-}$) остаются в растворе, так как все возможные соединения (например, карбонат натрия и гидроксид натрия) хорошо растворимы в воде. Реакция не идет. Следовательно, этот реагент не подходит для обнаружения карбонат-иона.

2) хлорида калия
При смешивании раствора, содержащего карбонат-ионы, с раствором хлорида калия ($KCl$) реакция ионного обмена не протекает, поскольку все возможные продукты (например, хлорид натрия и карбонат калия) являются растворимыми солями. Видимых изменений (осадка, газа) не наблюдается. Этот реагент не является качественным на карбонат-ион.

3) хлороводорода
Водный раствор хлороводорода представляет собой соляную кислоту ($HCl$) — сильную кислоту. Карбонаты, являясь солями слабой и неустойчивой угольной кислоты ($H_2CO_3$), активно реагируют с сильными кислотами. В результате реакции образуется угольная кислота, которая тут же разлагается на воду и углекислый газ ($CO_2$), что наблюдается как бурное выделение пузырьков газа ("вскипание"). Это классическая качественная реакция на карбонат-ион.
Ионное уравнение реакции: $CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$.
Таким образом, водный раствор хлороводорода является подходящим реагентом.

4) сульфата аммония
При добавлении раствора сульфата аммония ($(NH_4)_2SO_4$) к раствору с карбонат-ионами при комнатной температуре не происходит видимой реакции. Все соли, участвующие в возможном обмене, хорошо растворимы в воде. Хотя ионы аммония и карбонат-ионы подвергаются гидролизу, это не приводит к четкому и быстрому визуальному эффекту, необходимому для качественного анализа. Следовательно, этот реагент не используется для обнаружения карбонат-ионов.

Из всего вышесказанного следует, что единственным реагентом из предложенных, позволяющим надежно обнаружить карбонат-ион по характерному признаку (выделению газа), является водный раствор хлороводорода.

Ответ: 3) хлороводорода.