Тапсырма 23 ОГЭ по химия: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

Для обнаружения карбоната натрия используют раствор нитрата кальция: ионы кальция образуют с карбонат-ионами нерастворимый карбонат кальция.$$\mathrm{Na_2CO_3 + Ca(NO_3)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaNO_3}$$

Полное ионное уравнение реакции карбоната натрия с нитратом кальция:$$\mathrm{2Na^+ + CO_3^{2-} + Ca^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2Na^+ + 2NO_3^-}$$

Выбираем растворы хлорида бария и сульфата железа(II). Пероксид водорода не нужен, так как он не даёт надёжных различительных признаков с данными растворами.

При добавлении раствора $\mathrm{FeSO_4}$ к раствору гидроксида калия образуется зелёный осадок гидроксида железа(II).$$\mathrm{FeSO_4 + 2KOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + K_2SO_4}$$

Для различения растворов выбираем цинк и раствор гидроксида натрия. Цинк реагирует с серной кислотой с выделением водорода, а гидроксид натрия реагирует с хлоридом магния с образованием белого осадка.

В пробирке с раствором серной кислоты при добавлении цинка наблюдается выделение бесцветного газа без запаха. Раствор гидроксида натрия заметных изменений не вызывает.$$\mathrm{Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow}$$

Для определения раствора гидроксида калия выбираем раствор сульфата меди(II). При смешивании растворов образуется голубой осадок гидроксида меди(II).$$\mathrm{2KOH + CuSO_4 \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4}$$

Полное ионное уравнение реакции с растворами сильных электролитов:$$\mathrm{2K^+ + 2OH^- + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2K^+ + SO_4^{2-}}$$

Выбираем два реактива: раствор нитрата бария $\mathrm{Ba(NO_3)_2}$ и раствор хлорида железа(III) $\mathrm{FeCl_3}$. Раствор хлорида лития не позволяет надёжно различить растворы гидроксида калия и серной кислоты.

Для обнаружения серной кислоты добавляем раствор нитрата бария. Появление белого осадка свидетельствует о наличии сульфат-ионов.$$\mathrm{H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 -> BaSO_4\downarrow + 2HNO_3}$$

Для определения веществ выбираем раствор хлорида бария и соляную кислоту. Раствор хлорида бария позволяет обнаружить сульфат-ион по образованию белого нерастворимого осадка, а соляная кислота — карбонат-ион по выделению углекислого газа.

При добавлении раствора хлорида бария к раствору сульфата магния образуется белый осадок сульфата бария.$$\mathrm{MgSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + MgCl_2}$$

Медь не подходит для надёжного различения данных растворов: при обычных условиях заметной реакции с разбавленной серной кислотой и раствором хлорида бария не наблюдается. Выбираем растворы фосфата натрия и нитрата кальция.

Серную кислоту обнаруживают добавлением раствора нитрата кальция: образуется белый осадок сульфата кальция.$$\mathrm{H_2SO_4 + Ca(NO_3)_2 \rightarrow CaSO_4\downarrow + 2HNO_3}$$

Для обнаружения ионов бария используют раствор сульфата алюминия: образуется белый осадок сульфата бария.$$\mathrm{Ba(NO_3)_2 + Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Al(NO_3)_3}$$

Полное ионное уравнение реакции образования сульфата бария:$$\mathrm{3Ba^{2+} + 6NO_3^- + 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Al^{3+} + 6NO_3^-}$$

Из трёх предложенных реактивов выбираем карбонат натрия и хлорид алюминия. Раствор нитрата натрия не позволяет получить характерный признак ни с раствором гидроксида калия, ни с раствором хлорида кальция.

К раствору из каждой склянки добавляем раствор карбоната натрия. Если образуется белый осадок, в склянке находится хлорид кальция.$$\mathrm{CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl}$$

Для проведения качественных реакций выбираем соляную кислоту $\mathrm{HCl}$ и раствор гидроксида калия $\mathrm{KOH}$. Раствор хлорида натрия не даёт отличительных признаков ни с гидрокарбонатом натрия, ни с сульфатом магния.

Гидрокарбонат натрия определяем действием соляной кислоты. Образуется углекислый газ, наблюдается выделение бесцветных пузырьков газа.$$\mathrm{NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + CO_2\uparrow + H_2O}$$

Для определения веществ выбираем растворы карбоната натрия и сульфата железа(II). Хлорид бария не подходит: с соляной кислотой и раствором гидроксида калия заметной реакции не происходит.

При добавлении раствора карбоната натрия к соляной кислоте выделяются пузырьки бесцветного газа без запаха — углекислого газа.

Для распознавания растворов выбираем аммиак и сульфат цинка. Аммиак реагирует с ионами алюминия с образованием белого осадка гидроксида алюминия. Сульфат цинка реагирует с гидроксид-ионами с образованием белого осадка гидроксида цинка.

К порции раствора из каждой склянки добавляют раствор аммиака. Для раствора хлорида алюминия наблюдают образование белого студенистого осадка гидроксида алюминия; для раствора гидроксида калия видимых изменений нет.$$\mathrm{AlCl_3 + 3NH_3\cdot H_2O \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NH_4Cl}$$

Для определения раствора фосфата калия используют раствор хлорида магния. При смешивании растворов образуется белый осадок фосфата магния.$$\mathrm{2K_3PO_4 + 3MgCl_2 \rightarrow Mg_3(PO_4)_2\downarrow + 6KCl}$$

Полное ионное уравнение реакции фосфат-иона с ионами магния:$$\mathrm{6K^+ + 2PO_4^{3-} + 3Mg^{2+} + 6Cl^- \rightarrow Mg_3(PO_4)_2\downarrow + 6K^+ + 6Cl^-}$$

Для определения хлорида бария выбираем сульфат натрия. При смешивании растворов образуется белый осадок сульфата бария.$$\mathrm{BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl}$$

Полное ионное уравнение реакции хлорида бария с сульфатом натрия:$$\mathrm{Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-}$$

Раствор гидроксида натрия можно обнаружить с помощью раствора хлорида железа(III): при смешивании образуется бурый осадок гидроксида железа(III).$$3\mathrm{NaOH}+\mathrm{FeCl_3}\rightarrow\mathrm{Fe(OH)_3}\downarrow+3\mathrm{NaCl}$$

Полное ионное уравнение этой реакции:$$3\mathrm{Na^+}+3\mathrm{OH^-}+\mathrm{Fe^{3+}}+3\mathrm{Cl^-}\rightarrow\mathrm{Fe(OH)_3}\downarrow+3\mathrm{Na^+}+3\mathrm{Cl^-}$$

Для определения соляной кислоты выбираем раствор карбоната калия $\mathrm{K_2CO_3}$. При добавлении карбоната к кислоте наблюдается выделение пузырьков газа — диоксида углерода.$$2\mathrm{HCl}+\mathrm{K_2CO_3}\rightarrow2\mathrm{KCl}+\mathrm{H_2O}+\mathrm{CO_2}\uparrow$$

Полное ионное уравнение реакции соляной кислоты с карбонатом калия:$$2\mathrm{H^+}+2\mathrm{Cl^-}+2\mathrm{K^+}+\mathrm{CO_3^{2-}}\rightarrow2\mathrm{K^+}+2\mathrm{Cl^-}+\mathrm{H_2O}+\mathrm{CO_2}\uparrow$$

Раствор нитрата натрия не позволяет надёжно различить данные вещества: при смешивании с растворами хлорида бария и гидроксида натрия видимых признаков реакции нет. Поэтому выбираем серную кислоту и хлорид железа(III).

При добавлении серной кислоты к раствору хлорида бария образуется белый осадок сульфата бария. Это позволяет определить хлорид бария в склянке № 1.$$\mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}$$

Для определения веществ выбираем растворы карбоната натрия и сульфата меди(II). Раствор серной кислоты для этой цели не нужен.

При добавлении раствора карбоната натрия к содержимому склянки № 1 наблюдается выделение бесцветного газа. Это углекислый газ, образующийся при реакции соляной кислоты с карбонатом натрия. Содержимое склянки № 1 — соляная кислота.$$\mathrm{2HCl + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow}$$

Для проведения опытов выбираем оксид магния и раствор хлорида аммония. Раствор хлорида натрия не позволяет различить растворы гидроксида калия и серной кислоты.

При добавлении раствора хлорида аммония к раствору гидроксида калия и лёгком нагревании выделяется аммиак с резким характерным запахом. Реакция является качественной для ионов аммония и гидроксид-ионов.$$\mathrm{NH_4Cl + KOH \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + KCl}$$

Для определения фосфата калия выбираем раствор сульфата цинка. При смешивании растворов образуется белый осадок фосфата цинка.$$3\mathrm{K_3PO_4}+3\mathrm{ZnSO_4}\rightarrow\mathrm{Zn_3(PO_4)_2}\downarrow+3\mathrm{K_2SO_4}$$

Полное ионное уравнение реакции фосфата калия с сульфатом цинка:$$9\mathrm{K^+}+3\mathrm{PO_4^{3-}}+3\mathrm{Zn^{2+}}+3\mathrm{SO_4^{2-}}\rightarrow\mathrm{Zn_3(PO_4)_2}\downarrow+6\mathrm{K^+}+3\mathrm{SO_4^{2-}}$$