Вариант 2. 1. Докажите опытным путем состав: а) гидроксида кальция; б) сульфата аммония. 2. Испытайте растворы нитрата натрия, карбоната натрия и нитрата цинка индикаторами или индикаторной бумагой и объясните результаты испытания. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакции гидролиза. 3. Практически осуществите превращения Fe → FeSO₄ → Fe(OH)₂ → FeCl₂ → Fe(NO₃)₂. Оформите отчет о наблюдениях и условиях проведения реакций. Запишите уравнения реакций с участием электролитов в молекулярной и ионной формах. Реакции с участием простых веществ рассмотрите как окислительно-восстановительные.

а) Гидроксид кальция. Проверяем наличие OH⁻ индикатором: фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет. Для подтверждения гидроксид-ионов можно добавить кислоту: \(\mathrm{Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\). Наличие Ca²⁺ подтверждаем добавлением растворимого карбоната, например Na₂CO₃: выпадает белый осадок CaCO₃. \(\mathrm{Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaOH}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow}\).

б) Сульфат аммония. К раствору добавляем NaOH и осторожно нагреваем: выделяется аммиак с резким запахом; влажная красная лакмусовая бумага синеет. Это подтверждает NH₄⁺. \(\mathrm{(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O}\). В отдельную порцию добавляем BaCl₂: появляется белый осадок BaSO₄, подтверждающий SO₄²⁻. \(\mathrm{(NH_4)_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NH_4Cl}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}\).

Ожидаемые результаты испытания индикаторами:

• NaNO₃ — среда нейтральная: соль сильной кислоты и сильного основания не гидролизуется; индикатор не показывает кислую или щелочную среду.
• Na₂CO₃ — среда щелочная: фенолфталеин становится малиновым, красный лакмус синеет. Гидролизуется анион: \(\mathrm{Na_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons NaHCO_3 + NaOH}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-}\).
• Zn(NO₃)₂ — среда кислая: синий лакмус краснеет. Гидролизуется катион: \(\mathrm{Zn(NO_3)_2 + H_2O \rightleftharpoons ZnOHNO_3 + HNO_3}\); сокращённое ионное уравнение первой ступени: \(\mathrm{Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+}\).

Превращения и ожидаемые наблюдения. Для получения Fe(OH)₂ используют свежий раствор FeSO₄; осадок желательно быстро перенести к следующей реакции, поскольку на воздухе он окисляется и буреет.

1. К железу добавляем разбавленную серную кислоту. Железо растворяется, выделяются пузырьки водорода, получается раствор FeSO₄. \(\mathrm{Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2\uparrow}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Fe + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2\uparrow}\). Это ОВР: \(\mathrm{Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}}\), \(\mathrm{2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2}\).
2. К раствору FeSO₄ добавляем NaOH. Выпадает светло-зелёный осадок Fe(OH)₂. \(\mathrm{FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow}\).
3. К осадку Fe(OH)₂ добавляем HCl. Осадок растворяется, образуется раствор FeCl₂. \(\mathrm{Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Fe(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + 2H_2O}\).
4. К раствору FeCl₂ добавляем AgNO₃. Выпадает белый осадок AgCl, в растворе остаётся Fe(NO₃)₂. \(\mathrm{FeCl_2 + 2AgNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + 2AgCl\downarrow}\); сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}\).