Номер 3, страница 96 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 27. Азотная кислота. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 96.

Условие.

3. Напишите молекулярные, полные ионные и сокращённые ионные уравнения реакций, с помощью которых можно различить соляную, серную и азотную кислоты.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для того чтобы различить растворы соляной ($HCl$), серной ($H_2SO_4$) и азотной ($HNO_3$) кислот, необходимо провести качественные реакции на анионы, содержащиеся в этих кислотах ($Cl^-$, $SO_4^{2-}$), а также использовать особые свойства азотной кислоты. Различение проводится в несколько этапов.

1. Определение серной кислоты ($H_2SO_4$)

Качественной реакцией на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) является взаимодействие с растворимыми солями бария (например, хлоридом бария $BaCl_2$ или нитратом бария $Ba(NO_3)_2$). При добавлении реагента к трем пробам кислот только в пробирке с серной кислотой выпадет белый мелкокристаллический осадок сульфата бария ($BaSO_4$), нерастворимый в других кислотах.

Молекулярное уравнение:

$H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

Полное ионное уравнение:

$2H^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2H^+ + 2Cl^-$

Сокращённое ионное уравнение:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

В пробирках с соляной и азотной кислотами видимых изменений не произойдет.

Ответ: В пробирке с серной кислотой при добавлении раствора соли бария выпадает белый осадок.

2. Определение соляной кислоты ($HCl$)

После определения серной кислоты, к двум оставшимся пробам (соляная и азотная кислоты) добавляют раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Качественной реакцией на хлорид-ион ($Cl^-$) является образование белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$), нерастворимого в азотной кислоте.

Молекулярное уравнение:

$HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Полное ионное уравнение:

$H^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl \downarrow + H^+ + NO_3^-$

Сокращённое ионное уравнение:

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

В пробирке с азотной кислотой видимых изменений не произойдет.

Ответ: В пробирке с соляной кислотой при добавлении раствора нитрата серебра выпадает белый творожистый осадок.

3. Определение азотной кислоты ($HNO_3$)

Оставшаяся кислота — азотная. Её можно идентифицировать по её сильным окислительным свойствам. В отличие от соляной и разбавленной серной кислот, азотная кислота (особенно концентрированная) реагирует с малоактивными металлами, такими как медь ($Cu$). При реакции меди с концентрированной азотной кислотой выделяется бурый газ — диоксид азота ($NO_2$).

Молекулярное уравнение:

$Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Cu^0 + 4H^+ + 4NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^- + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Сокращённое ионное уравнение (показывает суть окислительно-восстановительного процесса):

$Cu^0 + 4H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

Ответ: В пробирке с азотной кислотой при добавлении меди происходит растворение металла с выделением бурого газа.