Страница 73 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

Какими опытами можно доказать, что в состав соляной кислоты входят катион водорода и анион хлора? Ответ подтвердите уравнениями реакций в молекулярной и ионной форме.

Решение

Для доказательства наличия катиона водорода ($H^+$) и аниона хлора ($Cl^-$) в составе соляной кислоты ($HCl$) можно провести следующие химические опыты:

Доказательство наличия катиона водорода ($H^+$)

Катион водорода ($H^+$) обуславливает кислотные свойства раствора. Его присутствие можно доказать несколькими способами:

1. Использование кислотно-основных индикаторов:

При добавлении лакмуса к раствору соляной кислоты синий лакмус изменит цвет на красный, что является характерным признаком наличия кислотной среды, обусловленной катионами водорода.

2. Взаимодействие с активными металлами:

Соляная кислота реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода, с выделением газообразного водорода. Например, при взаимодействии с цинком происходит выделение газа.

Молекулярное уравнение:

$Zn (s) + 2HCl (aq) \rightarrow ZnCl_2 (aq) + H_2 (g) \uparrow$

Полное ионное уравнение:

$Zn (s) + 2H^+ (aq) + 2Cl^- (aq) \rightarrow Zn^{2+} (aq) + 2Cl^- (aq) + H_2 (g) \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$Zn (s) + 2H^+ (aq) \rightarrow Zn^{2+} (aq) + H_2 (g) \uparrow$

Доказательство наличия аниона хлора ($Cl^-$)

Присутствие аниона хлора ($Cl^-$) можно доказать при помощи реакции с ионами серебра ($Ag^+$).

1. Взаимодействие с нитратом серебра:

При добавлении раствора нитрата серебра ($AgNO_3$) к раствору соляной кислоты выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$), который нерастворим в азотной кислоте ($HNO_3$). Это качественная реакция на хлорид-ионы.

Молекулярное уравнение:

$HCl (aq) + AgNO_3 (aq) \rightarrow AgCl (s) \downarrow + HNO_3 (aq)$

Полное ионное уравнение:

$H^+ (aq) + Cl^- (aq) + Ag^+ (aq) + NO_3^- (aq) \rightarrow AgCl (s) \downarrow + H^+ (aq) + NO_3^- (aq)$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ag^+ (aq) + Cl^- (aq) \rightarrow AgCl (s) \downarrow$

Ответ: Присутствие катионов водорода в соляной кислоте подтверждается изменением цвета индикаторов (например, синий лакмус становится красным) и выделением газообразного водорода при взаимодействии с металлами, стоящими до водорода в ряду напряжений (например, с цинком). Присутствие анионов хлора доказывается образованием белого творожистого осадка хлорида серебра при добавлении раствора нитрата серебра, который не растворяется в азотной кислоте. Все эти реакции подтверждают наличие соответствующих ионов в растворе соляной кислоты.