Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС | Страница 42

Качественными называют такие реакции, с помощью которых можно обнаружить наличие определённых ионов в растворе. Эти реакции позволяют определить, содержится ли в растворе конкретный катион или анион. Признаками таких реакций могут быть образование осадка, изменение окраски, выделение газа или изменение цвета пламени. Например, при обнаружении ионов меди(II) появляется характерный синий осадок, а ионы натрия придают пламени ярко-жёлтую окраску. Такие реакции позволяют идентифицировать вещества, не зная их точный состав, и называются реакциями-реактивами на ион.

Для распознавания ионов Ag⁺, SO₄²⁻, H⁺ и I⁻ можно использовать следующие реакции:

— Ag⁺ можно определить с помощью раствора иодида калия (KI). В результате реакции образуется белый творожистый осадок иодида серебра (AgI).

Молекулярное уравнение:

(AgNO₃ + KI → AgI↓ + KNO₃)

Полное ионное уравнение:

(Ag⁺ + NO₃⁻ + K⁺ + I⁻ → AgI↓ + K⁺ + NO₃⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(Ag⁺ + I⁻ → AgI↓)

— SO₄²⁻ распознаётся по реакции с раствором хлорида бария (BaCl₂). Выпадает белый осадок сульфата бария (BaSO₄).

Молекулярное уравнение:

(Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl)

Полное ионное уравнение:

(2Na⁺ + SO₄²⁻ + Ba²⁺ + 2Cl⁻ → BaSO₄↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓)

— H⁺ ионы можно обнаружить с помощью индикаторов (лакмуса, фенолфталеина). Например, лакмус в присутствии H⁺ меняет цвет на красный.

— I⁻ можно определить по реакции с раствором нитрата серебра (AgNO₃), как и Ag⁺ выше, но в данном случае осадок образуется в присутствии иона I⁻.

Молекулярное уравнение:

(NaI + AgNO₃ → AgI↓ + NaNO₃)

Полное ионное уравнение:

(Na⁺ + I⁻ + Ag⁺ + NO₃⁻ → AgI↓ + Na⁺ + NO₃⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(Ag⁺ + I⁻ → AgI↓)

а) Сульфат цинка (ZnSO₄) + нитрат бария (Ba(NO₃)₂)

Идёт реакция, так как образуется осадок — сульфат бария (BaSO₄↓).

Молекулярное уравнение:

(ZnSO₄ + Ba(NO₃)₂ → BaSO₄↓ + Zn(NO₃)₂)

Полное ионное:

(Zn²⁺ + SO₄²⁻ + Ba²⁺ + 2NO₃⁻ → BaSO₄↓ + Zn²⁺ + 2NO₃⁻)

Сокращённое ионное:

(Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓)

б) Сульфат меди(II) (CuSO₄) + гидроксид калия (KOH)

Идёт реакция с образованием осадка — гидроксид меди(II) (Cu(OH)₂↓).

Молекулярное уравнение:

(CuSO₄ + 2KOH → Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄)

Полное ионное:

(Cu²⁺ + SO₄²⁻ + 2K⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓ + 2K⁺ + SO₄²⁻)

Сокращённое ионное:

(Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓)

в) Сульфат цинка (ZnSO₄) + хлорид магния (MgCl₂) + фосфат натрия (Na₃PO₄)

Реакция между ZnSO₄ и Na₃PO₄ приводит к образованию осадка фосфата цинка (Zn₃(PO₄)₂↓)

Молекулярное уравнение:

(3ZnSO₄ + 2Na₃PO₄ → Zn₃(PO₄)₂↓ + 3Na₂SO₄)

Полное ионное:

(3Zn²⁺ + 3SO₄²⁻ + 6Na⁺ + 2PO₄³⁻ → Zn₃(PO₄)₂↓ + 6Na⁺ + 3SO₄²⁻)

Сокращённое ионное:

(3Zn²⁺ + 2PO₄³⁻ → Zn₃(PO₄)₂↓)

г) Хлорид железа(III) (FeCl₃) + сульфат магния (MgSO₄)

Реакция не идёт до конца, т. к. все вещества растворимы и не образуется ни осадок, ни газ, ни малодиссоциирующее вещество.

Молекулярное уравнение:

(FeCl₃ + MgSO₄ → нет реакции)

Ионное:

(Fe³⁺ + 3Cl⁻ + Mg²⁺ + SO₄²⁻ → нет реакции)

Сокращённое ионное:

Реакции нет.

а) При взаимодействии ионов водорода с карбонат-ионом (CO₃²⁻) образуется нестойкая угольная кислота, которая сразу распадается на воду и углекислый газ.

Молекулярное уравнение:

(H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O)

Ионная форма:

(2H⁺ + CO₃²⁻ → CO₂↑ + H₂O)

б) При реакции сульфид-иона (S²⁻) с ионами водорода образуется газ — сероводород (H₂S).

Молекулярное уравнение:

(H₂S — газ)

Ионная форма:

(2H⁺ + S²⁻ → H₂S↑)

в) Сульфит-ионы (SO₃²⁻) с ионами водорода образуют сернистую кислоту, которая также распадается на воду и диоксид серы.

Молекулярное уравнение:

(H₂SO₃ → SO₂↑ + H₂O)

Ионная форма:

(2H⁺ + SO₃²⁻ → SO₂↑ + H₂O)

6. Cu²⁺ и OH⁻ — не могут, так как при их встрече образуется осадок Cu(OH)₂.

7. Ag⁺ и NO₃⁻ — могут, так как нитрат серебра (AgNO₃) — растворимое вещество.

8. H⁺ и OH⁻ — не могут, так как они нейтрализуют друг друга, образуя воду: (H⁺ + OH⁻ → H₂O).

9. H⁺ и Cl⁻ — могут, например, в растворе HCl.

10. Ca²⁺ и CO₃²⁻ — не могут, так как образуется осадок CaCO₃: (Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓).

6. Найдём массу сульфата меди(II) в растворе:

5% от 20 г →

(20 г × 5) / 100 = 1 г CuSO₄

7. Молярная масса CuSO₄:

Cu (64) + S (32) + O₄ (16×4 = 64) = 160 г/моль

8. Найдём количество вещества CuSO₄:

n = m / M = 1 г / 160 г/моль = 0,00625 моль

9. Уравнение реакции:

(CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄)

10. Масса осадка Cu(OH)₂:

Молярная масса Cu(OH)₂:

Cu (64) + (17 × 2) = 64 + 34 = 98 г/моль

m = n × M = 0,00625 моль × 98 г/моль = 0,6125 г