Номер 4, страница 15, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Какими опытами можно доказать, что в состав соляной кислоты входят ионы водорода и хлора? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Соляная кислота ($HCl$) является сильной кислотой и в водном растворе полностью диссоциирует на ионы:

$HCl \leftrightarrow H^+ + Cl^−$

Доказать наличие ионов водорода и хлорид-ионов можно с помощью качественных реакций.

Доказательство наличия ионов водорода ($H^+$)

Присутствие ионов водорода $H^+$ обусловливает кислые свойства раствора. Доказать их наличие можно одним из следующих опытов:

1. Использование кислотно-основных индикаторов. При добавлении в раствор соляной кислоты нескольких капель индикатора, его цвет изменится, указывая на кислую среду. Например, лакмус станет красным, а метиловый оранжевый — тоже красным. Это является доказательством наличия ионов $H^+$.

2. Взаимодействие с активными металлами. Кислоты реагируют с металлами, которые стоят в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Если в пробирку с соляной кислотой поместить гранулу цинка ($Zn$) или стружку магния ($Mg$), начнется реакция с выделением пузырьков газа — водорода ($H_2$).

Уравнение реакции на примере цинка:

Молекулярное уравнение: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение, показывающее, что именно ионы водорода реагируют с металлом:

$Zn + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2 \uparrow$

Ответ: Наличие ионов водорода $H^+$ можно доказать с помощью кислотно-основных индикаторов (например, лакмус окрасится в красный цвет) или по реакции с активными металлами (например, с цинком), в ходе которой наблюдается выделение газообразного водорода.

Доказательство наличия ионов хлора ($Cl^−$)

Качественной реакцией на хлорид-ионы $Cl^−$ является их взаимодействие с катионами серебра $Ag^+$.

Опыт. К раствору соляной кислоты необходимо прилить несколько капель раствора нитрата серебра ($AgNO_3$).

Наблюдение. В результате реакции выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$). Важным уточнением является то, что этот осадок не растворяется при добавлении сильных кислот, например, азотной кислоты ($HNO_3$), что позволяет отличить его от других осадков, которые могут образоваться с ионами серебра.

Уравнения реакций:

Молекулярное уравнение: $HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Полное ионное уравнение: $H^+ + Cl^− + Ag^+ + NO_3^− \rightarrow AgCl \downarrow + H^+ + NO_3^−$

Сокращенное ионное уравнение, описывающее образование осадка:

$Ag^+ + Cl^− \rightarrow AgCl \downarrow$

Ответ: Наличие хлорид-ионов $Cl^−$ доказывается с помощью раствора нитрата серебра ($AgNO_3$). Признаком реакции является выпадение белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$), нерастворимого в кислотах.