Лабораторная работа №4, страница 55, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Качественные реакции на катионы $Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Cu^{2+}$ взаимодействием со щелочами

Реактивы: растворы хлоридов или сульфатов железа (II), железа (III) и меди (II), гидроксида натрия.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: пробирки и штатив для пробирок.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Ход работы

Опыт. В три пробирки налейте по 1–2 мл растворов хлоридов или сульфатов железа (II), железа (III) и меди (II) соответственно.

Обратите внимание на цвет каждого раствора. В каждую из пробирок добавьте по несколько капель раствора щелочи. Что наблюдаете?

Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде. Какой ион является групповым реагентом для обнаружения данных катионов?

При выполнении опыта необходимо обратить внимание на исходный цвет растворов солей, а затем на изменения, происходящие при добавлении щелочи.

• Раствор соли железа(II), например, хлорида железа(II) $FeCl_2$, имеет бледно-зеленую окраску.
• Раствор соли железа(III), например, хлорида железа(III) $FeCl_3$, имеет желто-бурую окраску.
• Раствор соли меди(II), например, хлорида меди(II) $CuCl_2$, имеет голубую или сине-зеленую окраску.

Что наблюдаете?

При добавлении к растворам солей раствора щелочи (например, $NaOH$) в каждой из пробирок происходит образование характерных осадков:

• В пробирке с раствором соли железа(II) выпадает осадок гидроксида железа(II) $Fe(OH)_2$ грязно-зеленого цвета. Этот осадок на воздухе постепенно окисляется и приобретает бурую окраску.
• В пробирке с раствором соли железа(III) выпадает объемистый студенистый осадок гидроксида железа(III) $Fe(OH)_3$ бурого (ржавого) цвета.
• В пробирке с раствором соли меди(II) выпадает студенистый осадок гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$ голубого цвета.

Ответ: Наблюдается выпадение осадков: грязно-зеленого цвета в пробирке с солью железа(II), бурого цвета в пробирке с солью железа(III) и голубого цвета в пробирке с солью меди(II).

Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

1. Реакция для катиона железа(II) ($Fe^{2+}$):

Молекулярное уравнение:

$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:

$Fe^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение:

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

2. Реакция для катиона железа(III) ($Fe^{3+}$):

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

3. Реакция для катиона меди(II) ($Cu^{2+}$):

Молекулярное уравнение:

$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: Уравнения реакций в сокращенном ионном виде, отражающие суть процессов:

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

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

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

Какой ион является групповым реагентом для обнаружения данных катионов?

Во всех трех случаях качественной реакцией является реакция обмена между солью металла и щелочью, в результате которой образуются нерастворимые гидроксиды. Ион, который непосредственно взаимодействует со всеми тремя катионами ($Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Cu^{2+}$) и вызывает их осаждение, — это гидроксид-ион ($OH^{-}$). Поэтому он и является групповым реагентом для данной группы катионов.

Ответ: Групповым реагентом для обнаружения катионов $Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$ и $Cu^{2+}$ является гидроксид-ион $OH^{-}$.