Страница 46 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

В отличие от свойств кислот и оснований свойства солей зависят как от катиона металла, так и от аниона кислотного остатка. С какими свойствами солей вы познакомились при изучении свойств кислот и щелочей?

При изучении свойств кислот и щелочей мы знакомимся со следующими химическими свойствами солей, которые проявляются в реакциях обмена:

Взаимодействие солей с кислотами

При изучении свойств кислот мы узнаем, что они могут реагировать с солями. Такая реакция обмена протекает в том случае, если образуется новая, более слабая или летучая кислота, или если один из продуктов реакции выпадает в осадок. Для протекания реакции исходная кислота должна быть сильнее той, которая образуется из соли.
Например, соляная кислота, будучи сильной, вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту из ее солей (карбонатов). Угольная кислота сразу разлагается на воду и углекислый газ:
$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
Другой пример — реакция с образованием нерастворимой соли (осадка). При взаимодействии хлорида бария и серной кислоты образуется нерастворимый сульфат бария:
$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Ответ: Соли могут вступать в реакцию с кислотами, если в результате образуется новая, более слабая или летучая кислота, либо если образуется нерастворимый продукт (осадок).

Взаимодействие солей со щелочами

При изучении свойств щелочей (растворимых оснований) мы выясняем, что они могут вступать в реакцию с растворами солей. Эта реакция обмена возможна, если в результате образуется нерастворимое в воде основание (выпадает в осадок) или выделяется газообразный аммиак (при реакции с солями аммония).
Например, при взаимодействии раствора сульфата меди(II) с гидроксидом натрия выпадает голубой осадок гидроксида меди(II):
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
А при реакции хлорида аммония со щелочью выделяется аммиак с резким запахом, так как образующийся гидроксид аммония неустойчив:
$NH_4Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: Соли могут реагировать со щелочами, если в результате реакции образуется нерастворимое основание или выделяется газообразный аммиак.

Лабораторный опыт 29

Поместите в пробирку небольшой кусочек мрамора и добавьте 2–3 мл раствора азотной кислоты. Что наблюдаете? Как можно распознать выделяющийся газ?

Решение

Мрамор представляет собой в основном карбонат кальция ($CaCO_3$). При взаимодействии карбоната кальция с азотной кислотой ($HNO_3$) происходит реакция обмена. Азотная кислота, как более сильная, вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту ($H_2CO_3$) из её соли. Угольная кислота тут же разлагается на воду ($H_2O$) и углекислый газ ($CO_2$).

Уравнение химической реакции: $$ CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow $$

Что наблюдаете?

При добавлении раствора азотной кислоты к кусочку мрамора можно наблюдать бурную реакцию, которая сопровождается шипением и "вскипанием". Это происходит из-за интенсивного выделения пузырьков бесцветного газа. Одновременно с этим твердый кусочек мрамора постепенно уменьшается в размерах и со временем полностью растворяется в кислоте.

Ответ: Наблюдается бурное выделение газа (шипение) и постепенное растворение мрамора.

Как можно распознать выделяющийся газ?

Выделяющийся в ходе реакции газ — это диоксид углерода (углекислый газ), $CO_2$. Для его распознавания существует качественная реакция. Необходимо газ, выходящий из пробирки, пропустить через известковую воду (насыщенный раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$). При контакте с углекислым газом прозрачная известковая вода мутнеет, так как образуется белый нерастворимый осадок — карбонат кальция ($CaCO_3$).

Уравнение качественной реакции на углекислый газ: $$ CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O $$ Также можно использовать тот факт, что углекислый газ тяжелее воздуха и не поддерживает горение. Если поднести к отверстию пробирки горящую лучинку, она погаснет.

Ответ: Выделяющийся газ можно распознать, пропустив его через известковую воду. Признаком реакции будет помутнение известковой воды.

Лабораторный опыт 30

Налейте в пробирку 2 мл раствора сульфата железа(III), а затем добавьте в неё 3 мл раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете?

Решение

В данном лабораторном опыте происходит химическая реакция между солью — сульфатом железа(III) ($Fe_2(SO_4)_3$) и щёлочью — гидроксидом натрия ($NaOH$). Это реакция ионного обмена, в результате которой образуются два новых вещества: гидроксид железа(III) и сульфат натрия. Раствор сульфата железа(III) имеет желтовато-коричневый цвет, а раствор гидроксида натрия бесцветен.

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na_2SO_4$

Один из продуктов реакции, сульфат натрия ($Na_2SO_4$), является хорошо растворимой в воде солью и остаётся в растворе в виде ионов. Второй продукт, гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$), является нерастворимым в воде основанием. Именно его образование мы и будем наблюдать визуально.

Суть процесса отражает сокращённое ионное уравнение:

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

Гидроксид железа(III) выпадает в осадок, который имеет характерный вид — это объёмная, студенистая (гелеобразная) масса бурого или красно-коричневого цвета.

Что наблюдаете?

При смешивании раствора сульфата железа(III) с раствором гидроксида натрия наблюдается образование и выпадение объёмного студенистого (хлопьевидного) осадка бурого цвета.

Ответ: наблюдается образование бурого студенистого осадка.