Номер 3, страница 55, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. На складе удобрений в одинаковых мешках хранились калиевая селитра и хлорид аммония. Лаборант для проведения анализа отсыпал немного каждого из удобрений, но перепутал пробирки с веществами. Помогите ему распознать эти два вещества.

Чтобы помочь лаборанту распознать калиевую селитру (нитрат калия, $KNO_3$) и хлорид аммония ($NH_4Cl$), необходимо провести качественные химические реакции, позволяющие определить наличие характерных ионов в каждой из пробирок. Оба вещества являются белыми кристаллическими порошками, хорошо растворимыми в воде, поэтому визуально их различить невозможно. Ниже представлены три способа идентификации.

Этот метод основан на том, что хлорид аммония содержит хлорид-ионы, которые образуют характерный нерастворимый осадок с ионами серебра. В калиевой селитре хлорид-ионов нет.

Необходимые реактивы: раствор нитрата серебра ($AgNO_3$), дистиллированная вода.

Ход анализа:

1. Взять две чистые пробирки. В каждую поместить небольшое количество (на кончике шпателя) одного из исследуемых веществ.

2. Добавить в каждую пробирку по 2-3 мл дистиллированной воды и встряхивать до полного растворения солей.

3. В каждую пробирку прилить по несколько капель раствора нитрата серебра ($AgNO_3$).

Наблюдения:

• В пробирке с хлоридом аммония немедленно выпадет обильный белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$).

• В пробирке с калиевой селитрой никаких видимых изменений не произойдет, раствор останется прозрачным.

Уравнение реакции для хлорида аммония:

$NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NH_4NO_3$

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Пробирка, в которой при добавлении раствора нитрата серебра выпал белый осадок, содержит хлорид аммония. Следовательно, другая пробирка содержит калиевую селитру.

Этот метод основан на свойстве ионов аммония при взаимодействии с сильными щелочами выделять газообразный аммиак, который легко обнаружить по резкому запаху или с помощью индикаторной бумаги.

Необходимые реактивы: раствор сильной щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$ или гидроксида калия $KOH$), дистиллированная вода, влажная индикаторная бумага (лакмусовая или универсальная).

Ход анализа:

1. Поместить в две чистые пробирки образцы исследуемых веществ.

2. Добавить в каждую пробирку по 2-3 мл раствора щелочи ($NaOH$).

3. Осторожно нагреть содержимое каждой пробирки на пламени спиртовки (не доводя до кипения).

4. Поднести к отверстию каждой пробирки влажную красную лакмусовую бумажку или универсальный индикатор. Также можно осторожно, направляя газ к себе движением руки, определить наличие запаха.

Наблюдения:

• В пробирке с хлоридом аммония при нагревании будет ощущаться резкий характерный запах аммиака ($NH_3$). Влажная красная лакмусовая бумажка, поднесенная к горлышку пробирки, посинеет, так как аммиак проявляет основные свойства.

• В пробирке с калиевой селитрой никаких изменений (выделения газа с запахом) не произойдет.

Уравнение реакции для хлорида аммония:

$NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t} NaCl + H_2o + NH_3\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} H_2o + NH_3\uparrow$

Ответ: Пробирка, из которой при добавлении щелочи и нагревании выделяется газ с резким запахом, изменяющий цвет индикатора, содержит хлорид аммония. В другой пробирке находится калиевая селитра.

Данный способ основан на явлении гидролиза солей. Хлорид аммония — соль, образованная слабой основой ($NH_4OH$) и сильной кислотой ($HCl$), поэтому его водный раствор имеет кислую среду. Калиевая селитра — соль сильной основы ($KOH$) и сильной кислоты ($HNO_3$), ее раствор нейтрален.

Необходимые реактивы и оборудование: универсальная индикаторная бумага (или лакмус), дистиллированная вода.

Ход анализа:

1. Приготовить водные растворы солей в двух отдельных пробирках, растворив небольшое количество каждого вещества в воде.

2. Опустить в каждый раствор полоску индикаторной бумаги или нанести каплю раствора на индикатор.

Наблюдения:

• В растворе хлорида аммония универсальный индикатор покажет кислую среду (pH < 7), окрасившись в желтый или оранжевый цвет. Синий лакмус в этом растворе покраснеет.

• В растворе калиевой селитры универсальный индикатор покажет нейтральную среду (pH ≈ 7), его цвет практически не изменится (зеленовато-желтый). Лакмус свой цвет не изменит.

Уравнение гидролиза для хлорида аммония:

$NH_4^+ + H_2o \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2o + H^+$

Ответ: Пробирка, раствор которой показывает кислую реакцию среды, содержит хлорид аммония. Пробирка, раствор которой нейтрален, содержит калиевую селитру.