Готовимся к олимпиадам, страница 147 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

1. Определите, в какой из выданных пронумерованных пробирок находятся сухие соли: хлорид натрия, хлорид аммония, сульфат аммония. Кратко опишите ход определения. Запишите уравнения возможных реакций.

Решение

Для определения солей в пронумерованных пробирках необходимо провести качественные реакции на катионы ($Na^+$, $NH_4^+$) и анионы ($Cl^-$, $SO_4^{2-}$). Все три соли представляют собой белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

Ход определения:

1. Сначала необходимо приготовить водные растворы солей. Для этого отберём из каждой пронумерованной пробирки небольшую пробу вещества и растворим в дистиллированной воде в трёх отдельных ёмкостях (например, других пробирках).

2. Определяем ион аммония ($NH_4^+$). Для этого в каждую из трёх пробирок с растворами добавим раствор сильного основания (например, гидроксида натрия $NaOH$) и осторожно нагреем. В двух пробирках, где находятся соли аммония (хлорид аммония и сульфат аммония), произойдёт выделение газа с резким характерным запахом — аммиака. Наличие аммиака можно также подтвердить с помощью влажной красной лакмусовой бумаги, поднесённой к отверстию пробирки, — она посинеет.

Уравнения реакций:

$NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t} NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

В ионном виде: $NH_4^+ + OH^- \xrightarrow{t} NH_3\uparrow + H_2O$

$(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$

В ионном виде: $2NH_4^+ + 2OH^- \xrightarrow{t} 2NH_3\uparrow + 2H_2O$

Пробирка, в которой при добавлении щёлочи и нагревании не наблюдается никаких изменений (нет запаха, лакмус не меняет цвет), содержит хлорид натрия ($NaCl$).

3. Теперь нужно различить две оставшиеся соли аммония: хлорид и сульфат. Для этого проведём качественную реакцию на сульфат-ион ($SO_4^{2-}$). Возьмём новые пробы растворов из двух неопределённых пробирок и добавим в каждую несколько капель раствора соли бария, например, хлорида бария ($BaCl_2$) или нитрата бария ($Ba(NO_3)_2$).

В пробирке, где находится сульфат аммония, выпадет белый мелкокристаллический осадок сульфата бария ($BaSO_4$), нерастворимый в сильных кислотах.

Уравнение реакции:

$(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NH_4Cl$

В ионном виде: $SO_4^{2-} + Ba^{2+} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

В пробирке, где находится хлорид аммония ($NH_4Cl$), видимых изменений не произойдёт. Таким образом, мы идентифицировали все три соли.

Для подтверждения можно провести качественную реакцию на хлорид-ион ($Cl^-$) с помощью раствора нитрата серебра ($AgNO_3$). Белый творожистый осадок ($AgCl$) выпадет в пробирках, где изначально находились хлорид натрия и хлорид аммония.

Ответ:

Для определения веществ необходимо провести следующие действия:

1. Растворить образцы солей из каждой пробирки в воде.

2. Ко всем трём растворам добавить раствор щёлочи (например, $NaOH$) и нагреть. Там, где выделится газ с резким запахом (аммиак), находятся соли аммония — $NH_4Cl$ и $(NH_4)_2SO_4$. В пробирке без изменений — $NaCl$.

3. К двум растворам, содержащим соли аммония, добавить раствор соли бария (например, $BaCl_2$). В пробирке, где выпадет белый осадок, находится сульфат аммония ($(NH_4)_2SO_4$). В пробирке, оставшейся без изменений, — хлорид аммония ($NH_4Cl$).