10. Для проведения эксперимента предложены следующие реактивы: растворы серной кислоты, азотной кислоты, гидроксида натрия, хлорида кальция, хлорида бария, фенолфталеина. Используя необходимые вещества только из этого списка, получите в результате двух последовательных реакций раствор хлорида натрия. Опишите признаки проводимых реакций. Для второй реакции напишите сокращённое ионное уравнение.

Решение:

Наша задача — получить раствор хлорида натрия (NaCl) из предложенных веществ за две последовательные реакции. Хлорид натрия — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HCl).

Среди предложенных реактивов у нас есть гидроксид натрия (NaOH). Для получения NaCl нам нужна соляная кислота (HCl).

Первая реакция: Получение соляной кислоты (HCl).

Мы можем получить HCl, например, реакцией хлорида бария (BaCl₂) или хлорида кальция (CaCl₂) с серной кислотой (H₂SO₄). Серная кислота есть в списке.

Возьмем хлорид бария (BaCl₂). Реакция с серной кислотой:

\[ \text{BaCl}_2 (p-\text{р}) + \text{H}_2\text{SO}_4 (p-\text{р}) \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{HCl} (p-\text{р}) \]

Признак первой реакции: Образование белого кристаллического осадка сульфата бария (BaSO₄).

Вторая реакция: Нейтрализация полученной соляной кислоты гидроксидом натрия.

Теперь у нас есть раствор соляной кислоты (HCl) и гидроксид натрия (NaOH). Их реакция приведет к образованию хлорида натрия (NaCl) и воды (H₂O):

\[ \text{HCl} (p-\text{р}) + \text{NaOH} (p-\text{р}) \rightarrow \text{NaCl} (p-\text{р}) + \text{H}_2\text{O} (ж) \]

Признак второй реакции: Нейтрализация. Если мы добавим индикатор фенолфталеин, то в щелочной среде (NaOH) он будет малиновым. При добавлении кислоты (HCl) цвет будет исчезать по мере нейтрализации щелочи. Если мы проводим реакцию без индикатора, то видимых признаков (осадка, газа, окраски) может не быть, это реакция нейтрализации.

Сокращённое ионное уравнение второй реакции:

Полное ионное уравнение:

\[ \text{H}^+ (p-\text{р}) + \text{Cl}^- (p-\text{р}) + \text{Na}^+ (p-\text{р}) + \text{OH}^- (p-\text{р}) \rightarrow \text{Na}^+ (p-\text{р}) + \text{Cl}^- (p-\text{р}) + \text{H}_2\text{O} (ж) \]

Сокращаем одинаковые ионы Na⁺ и Cl^-:

\[ \text{H}^+ (p-\text{р}) + \text{OH}^- (p-\text{р}) \rightarrow \text{H}_2\text{O} (ж) \]

Альтернативный вариант первой реакции:

Можно использовать хлорид кальция (CaCl₂) и серную кислоту (H₂SO₄), но это менее предпочтительный вариант, так как CaCO₃ - это осадок, который может помешать, а CaSO₄ - малорастворим.

\[ \text{CaCl}_2 (p-\text{р}) + \text{H}_2\text{SO}_4 (p-\text{р}) \rightarrow \text{CaSO}_4 \downarrow + 2\text{HCl} (p-\text{р}) \]

Признак: Образование белого осадка CaSO₄.

Важно: Азотную кислоту можно использовать для получения других солей, но для получения NaCl она не подходит, так как даст нитрат натрия (NaNO₃).

Ответ:

Первая реакция: Взаимодействие раствора хлорида бария (BaCl₂) с раствором серной кислоты (H₂SO₄) с образованием осадка сульфата бария (BaSO₄) и раствора соляной кислоты (HCl).

Признак первой реакции: Выпадение белого осадка.

Вторая реакция: Взаимодействие полученного раствора соляной кислоты (HCl) с раствором гидроксида натрия (NaOH) с образованием раствора хлорида натрия (NaCl) и воды (H₂O).

Признак второй реакции: Нейтрализация (при использовании индикатора — обесцвечивание).

Сокращённое ионное уравнение второй реакции:

\[ \text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} \]