Решение: Распознавание растворов солей
Для проведения эксперимента выданы склянки № 1 и № 2 с растворами сульфата алюминия и фосфата натрия, а также три реактива: соляная кислота, раствор хлорида лития и раствор нитрата бария. Необходимо выбрать два реактива для определения веществ в склянках, составить молекулярные, полные и сокращённые ионные уравнения соответствующих реакций, описать наблюдаемые признаки и сделать вывод о содержимом склянок. При проведении опытов соблюдайте правила безопасной работы с растворами и лабораторной посудой.
Решение по шагам
10 шаговДля распознавания растворов выбираем раствор нитрата бария и соляную кислоту. Ионы бария образуют осадки с сульфат-ионами и фосфат-ионами, а фосфат бария растворяется в кислоте.
При добавлении нитрата бария к раствору сульфата алюминия образуется белый осадок сульфата бария.
$$\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 3Ba(NO_3)_2 \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Al(NO_3)_3}$$Полное ионное уравнение реакции сульфат-ионов с нитратом бария:
$$\mathrm{2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} + 3Ba^{2+} + 6NO_3^- \rightarrow 3BaSO_4\downarrow + 2Al^{3+} + 6NO_3^-}$$Сокращённое ионное уравнение этой реакции:
$$\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}$$При добавлении нитрата бария к раствору фосфата натрия образуется белый осадок фосфата бария.
$$\mathrm{2Na_3PO_4 + 3Ba(NO_3)_2 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 6NaNO_3}$$Полное ионное уравнение реакции фосфат-ионов с нитратом бария:
$$\mathrm{6Na^+ + 2PO_4^{3-} + 3Ba^{2+} + 6NO_3^- \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 6Na^+ + 6NO_3^-}$$Сокращённое ионное уравнение образования фосфата бария:
$$\mathrm{3Ba^{2+} + 2PO_4^{3-} \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow}$$Для различения осадка фосфата бария добавляют соляную кислоту. Осадок растворяется с образованием фосфорной кислоты.
$$\mathrm{Ba_3(PO_4)_2 + 6HCl \rightarrow 3BaCl_2 + 2H_3PO_4}$$Сокращённое ионное уравнение растворения фосфата бария в кислоте:
$$\mathrm{Ba_3(PO_4)_2 + 6H^+ \rightarrow 3Ba^{2+} + 2H_3PO_4}$$Сульфат бария в соляной кислоте практически не растворяется. Поэтому белый осадок, устойчивый в кислоте, указывает на наличие сульфата алюминия, а осадок, растворяющийся в кислоте, — на наличие фосфата натрия.
Выбранные реактивы: раствор нитрата бария и соляная кислота. Склянка с устойчивым в соляной кислоте белым осадком содержит $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$; склянка с осадком, растворяющимся в соляной кислоте, содержит $\mathrm{Na_3PO_4}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают образование растворимого сульфата бария вместо осадка $\mathrm{BaSO_4}$.
Не сокращают ионные уравнения до фактически участвующих ионов.
Путают формулы фосфата бария $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ и сульфата бария $\mathrm{BaSO_4}$.
Указывают газ как признак реакции с соляной кислотой.
Не учитывают, что фосфат бария растворяется в кислоте, а сульфат бария практически не растворяется.