Решение: Распознавание растворов кислот и щёлочи
Для проведения эксперимента выданы склянки № 1 и № 2 с растворами гидроксида калия и серной кислоты, а также три реактива: оксид магния, растворы хлорида натрия и хлорида аммония (возможно использование лакмусовой бумаги). Выберите два реактива, необходимые для определения веществ в склянках, опишите наблюдения, составьте молекулярные, полные и сокращённые ионные уравнения проведённых реакций и сделайте вывод о содержимом склянок.
Оформите результаты эксперимента в таблице: для каждого из двух реактивов укажите признаки реакции с раствором из склянки № 1 и раствором из склянки № 2, затем запишите формулы или названия веществ в склянках.
Решение по шагам
8 шаговДля 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.
$$\mathrm{NH_4Cl + KOH \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + KCl}$$Полное ионное уравнение этой реакции:
$$\mathrm{NH_4^+ + Cl^- + K^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + K^+ + Cl^-}$$После сокращения одинаковых ионов получают сокращённое ионное уравнение:
$$\mathrm{NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O}$$При добавлении оксида магния к раствору серной кислоты белый порошок растворяется, образуется бесцветный раствор сульфата магния. Видимого газа или осадка не наблюдается.
$$\mathrm{MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O}$$Полное ионное уравнение реакции оксида магния с серной кислотой:
$$\mathrm{MgO + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Mg^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O}$$Сокращённое ионное уравнение:
$$\mathrm{MgO + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2O}$$В таблице напротив раствора, при добавлении $\mathrm{NH_4Cl}$ к которому выделяется аммиак, записывают $\mathrm{KOH}$. Напротив раствора, в котором растворяется $\mathrm{MgO}$, записывают $\mathrm{H_2SO_4}$. Поэтому независимо от исходной нумерации склянок их содержимое устанавливают по наблюдениям.
Выбраны $\mathrm{MgO}$ и $\mathrm{NH_4Cl}$. Раствор $\mathrm{KOH}$ определяют по выделению аммиака при взаимодействии с $\mathrm{NH_4Cl}$: $\mathrm{NH_4Cl + KOH \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O + KCl}$; сокращённое ионное уравнение — $\mathrm{NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3\uparrow + H_2O}$. Раствор $\mathrm{H_2SO_4}$ определяют по растворению $\mathrm{MgO}$: $\mathrm{MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O}$; сокращённое ионное уравнение — $\mathrm{MgO + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2O}$. В склянке, где наблюдается выделение аммиака, находится $\mathrm{KOH}$; в другой — $\mathrm{H_2SO_4}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Выбор раствора хлорида натрия как основного реактива: он не даёт различимых признаков реакции.
Запись реакции $\mathrm{NH_4Cl}$ с кислотой вместо реакции с $\mathrm{KOH}$.
Пропуск коэффициента 2 перед ионом $\mathrm{H^+}$ в сокращённом ионном уравнении реакции с $\mathrm{MgO}$.
Запись молекулярного уравнения вместо полного ионного.
Указание запаха аммиака без соблюдения правила определения запаха: пары направляют к себе взмахом руки.