Номер 719, страница 120 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

719. Какие вещества растворили в воде, если полученный раствор содержит следующие ионы: $Na^+$, $Cu^{2+}$, $NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$? Однозначен ли ответ на поставленный вопрос?

Для того чтобы получить водный раствор, содержащий ионы $Na^+$, $Cu^{2+}$, $NO_3^-$, $Cl^-$ и $SO_4^{2-}$, необходимо растворить в воде набор солей, которые при диссоциации дадут именно эти ионы. Важным условием является то, что все исходные вещества должны быть растворимы в воде, и при их смешивании в растворе не должен образовываться осадок, газ или вода.

В растворе присутствуют два вида катионов ($Na^+$ и $Cu^{2+}$) и три вида анионов ($NO_3^-$, $Cl^-$ и $SO_4^{2-}$). Чтобы получить такой набор ионов, необходимо растворить как минимум три различные соли, так как одна соль может дать только один вид катионов и один вид анионов.

Существует несколько возможных комбинаций солей, которые могли быть растворены. Все возможные соли, образованные данными ионами ($NaCl, NaNO_3, Na_2SO_4, CuCl_2, Cu(NO_3)_2, CuSO_4$), хорошо растворимы в воде, и при их смешивании не происходит реакций ионного обмена с образованием осадка. Приведем несколько примеров минимального набора из трех солей.

Вариант 1

Растворены хлорид натрия ($NaCl$), сульфат меди(II) ($CuSO_4$) и нитрат натрия ($NaNO_3$).

При растворении они диссоциируют на ионы:

$NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-$

$CuSO_4 \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

$NaNO_3 \rightarrow Na^+ + NO_3^-$

В итоге в растворе будут присутствовать все требуемые ионы: $Na^+$, $Cu^{2+}$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$ и $NO_3^-$.

Вариант 2

Растворены нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$), сульфат натрия ($Na_2SO_4$) и хлорид натрия ($NaCl$).

Их диссоциация:

$Cu(NO_3)_2 \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^-$

$Na_2SO_4 \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-}$

$NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-$

Этот набор также обеспечивает наличие всех указанных ионов в растворе.

Вариант 3

Растворены сульфат натрия ($Na_2SO_4$), хлорид меди(II) ($CuCl_2$) и нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$).

Диссоциация:

$Na_2SO_4 \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-}$

$CuCl_2 \rightarrow Cu^{2+} + 2Cl^-$

$Cu(NO_3)_2 \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^-$

Этот набор также является правильным.

Поскольку можно подобрать несколько различных наборов исходных веществ, которые приводят к одному и тому же итоговому ионному составу раствора, ответ на поставленный вопрос не является однозначным.

Ответ: Для получения раствора с ионами $Na^+$, $Cu^{2+}$, $NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$ можно было растворить различные комбинации солей, например: 1) $NaCl$, $CuSO_4$, $NaNO_3$; или 2) $CuCl_2$, $Na_2SO_4$, $NaNO_3$; или 3) $Na_2SO_4$, $NaCl$, $Cu(NO_3)_2$. Ответ на вопрос не является однозначным, так как существует несколько правильных комбинаций исходных веществ.