Часть 5. Установите соответствие между веществами и реактивом, с помощью которого их можно отличить.

Решение:

Для определения соответствия между веществами и реактивами, необходимо проанализировать, какие характерные реакции дают данные вещества с предложенными реактивами.

А) карбонат натрия (Na₂CO₃) и сульфат натрия (Na₂SO₄)

Оба вещества — соли натрия, растворимы в воде. Карбонат-ион (CO₃²⁻) реагирует с кислотами с выделением углекислого газа (шипение, образование пены). Сульфат-ион (SO₄²⁻) с предложенными реактивами такой реакции не дает.

• Реактив: 3) соляная кислота (HCl). При добавлении HCl к Na₂CO₃ будет выделяться CO₂: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑. С Na₂SO₄ реакции не произойдет.

Б) хлорид алюминия (AlCl₃) и хлорид калия (KCl)

Хлорид алюминия — соль, образованная слабым основанием (Al(OH)₃) и сильной кислотой (HCl), поэтому ее раствор имеет кислую реакцию из-за гидролиза. Хлорид калия — соль, образованная сильным основанием (KOH) и сильной кислотой (HCl), поэтому ее раствор нейтрален. Также, алюминий образует нерастворимый гидроксид при реакции с щелочами. Калий образует растворимые соединения.

• Реактив: 5) гидроксид калия (KOH). При добавлении KOH к AlCl₃ образуется осадок гидроксида алюминия: AlCl₃ + 3KOH → Al(OH)₃↓ + 3KCl. При добавлении KOH к KCl реакции не произойдет.

В) сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) и сульфат лития (Li₂SO₄)

Сульфат аммония содержит аммоний-ион (NH₄⁺). Аммоний-ион при взаимодействии со щелочами выделяет аммиак — газ с характерным запахом. Сульфат лития не содержит такого иона.

• Реактив: 5) гидроксид калия (KOH). При добавлении KOH к (NH₄)₂SO₄ будет выделяться аммиак: (NH₄)₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2NH₃↑ + 2H₂O. С Li₂SO₄ реакции не произойдет.

Г) карбонат натрия (Na₂CO₃) и силикат натрия (Na₂SiO₃)

Оба вещества — соли натрия. Карбонат натрия реагирует с кислотами с выделением CO₂. Силикат натрия реагирует с сильными кислотами с образованием осадка кремниевой кислоты (H₂SiO₃). При этом, карбонат-ион может реагировать с силикат-ионом в растворе, если кислотность среды подходящая, но это более сложный случай. Более простой способ — использовать реактив, который даст разную реакцию с этими анионами.

• Реактив: 3) соляная кислота (HCl). С карбонатом натрия выделяется CO₂ (см. пункт А). С силикатом натрия образуется осадок кремниевой кислоты: Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃↓.

Соответствие:

А — 3

Б — 5

В — 5

Г — 3