Номер 6, страница 53, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6*. Учащийся провел эксперимент. В пробирки с неизвестными веществами № 1, 2, 3 и 4 добавил гидроксид натрия. В результате в первой пробирке образовался осадок голубого цвета; во второй — белый студенистый осадок, растворимый в избытке гидроксида натрия; в третьей — бурый осадок; в четвертой — осадок не образовался. Назовите, соли каких металлов находились в пробирках под номерами 1, 2, 3 и 4.

Решение

Для определения солей металлов в каждой пробирке проанализируем результаты качественных реакций, полученные при добавлении гидроксида натрия ($NaOH$).

Пробирка № 1

В пробирке № 1 образовался осадок голубого цвета. Голубой осадок при реакции с щелочами является характерным признаком наличия в растворе ионов меди(II) ($Cu^{2+}$). Образуется нерастворимый гидроксид меди(II). Следовательно, в пробирке находилась растворимая соль меди(II).

Пример уравнения реакции (с использованием сульфата меди):

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: В пробирке № 1 находилась соль меди(II).

Пробирка № 2

В пробирке № 2 выпал белый студенистый осадок, который растворился в избытке гидроксида натрия. Такое поведение характерно для амфотерных гидроксидов, которые реагируют как с кислотами, так и с щелочами. Белый студенистый осадок образуют гидроксиды цинка ($Zn(OH)_2$) и алюминия ($Al(OH)_3$). Они сначала выпадают в осадок, а затем растворяются в избытке сильной щелочи с образованием растворимых комплексных солей.

Например, для соли цинка:

1. Образование осадка: $Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow$

2. Растворение осадка: $Zn(OH)_2 + 2OH^- \rightarrow [Zn(OH)_4]^{2-}$ (тетрагидроксоцинкат-ион)

Аналогично для соли алюминия:

1. Образование осадка: $Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3\downarrow$

2. Растворение осадка: $Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$ (тетрагидроксоалюминат-ион)

Ответ: В пробирке № 2 находилась соль амфотерного металла, например, цинка или алюминия.

Пробирка № 3

В пробирке № 3 образовался бурый осадок. Бурый (ржаво-коричневый) цвет имеет гидроксид железа(III) ($Fe(OH)_3$). Следовательно, исходный раствор содержал ионы железа(III) ($Fe^{3+}$).

Пример уравнения реакции (с использованием хлорида железа(III)):

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: В пробирке № 3 находилась соль железа(III).

Пробирка № 4

В пробирке № 4 осадок не образовался. Это означает, что катион металла в исходной соли образует растворимый в воде гидроксид. Гидроксиды щелочных металлов (I группа главной подгруппы, например, $Na^+$, $K^+$) хорошо растворимы. Поскольку в качестве реагента использовался гидроксид натрия, то реакция не будет наблюдаться, если в пробирке была другая соль натрия или соль другого щелочного металла (например, калия).

Например: $KCl + NaOH \rightarrow KOH + NaCl$ (все вещества растворимы, видимых изменений нет).

Ответ: В пробирке № 4 находилась соль щелочного металла, например, натрия или калия.