Номер 5, страница 52 - гдз по химии 11 класс тетрадь для практических работ Сечко

Дано:

1. Вещество хорошо растворимо в воде.

2. В реакции с хлоридом бария ($BaCl_2$) образует белый осадок.

3. При добавлении раствора гидроксида натрия ($NaOH$) образуется белый студенистый осадок.

4. Образовавшийся осадок растворяется в избытке щелочи.

5. Металл в составе вещества имеет степень окисления $+3$.

Найти:

Формула вещества.

Решение

1. Условие «образует белый осадок в реакции с хлоридом бария» указывает на присутствие сульфат-ионов ($\text{SO}_4^{2-}$). Белый нерастворимый осадок, образующийся при взаимодействии с хлоридом бария, - это сульфат бария ($\text{BaSO}_4$). Реакция ионного обмена: $\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow$.

2. Условие «приливать по каплям раствор гидроксида натрия, образуется белый студенистый осадок, который может раствориться в избытке щелочи» описывает свойства амфотерного гидроксида. Белый студенистый осадок, растворяющийся в избытке щелочи, характерен для гидроксидов некоторых металлов со степенью окисления $+3$, например, гидроксида алюминия ($\text{Al(OH)}_3$).

3. Условие «Металл, входящий в состав вещества, имеет степень окисления $+3$» подтверждает наше предположение о металле, образующем гидроксид в степени окисления $+3$, обладающий амфотерными свойствами. Наиболее распространенным и подходящим металлом, удовлетворяющим всем этим условиям, является алюминий ($\text{Al}$).

4. Взаимодействие иона алюминия с гидроксид-ионами происходит в две стадии:

Образование белого студенистого осадка:

$\text{Al}^{3+} + 3\text{OH}^- \rightarrow \text{Al(OH)}_3 \downarrow$

Растворение осадка в избытке щелочи (образование тетрагидроксоалюминат-иона):

$\text{Al(OH)}_3 + \text{OH}^- \rightarrow [\text{Al(OH)}_4]^-$

5. Итак, исходное вещество содержит ион алюминия ($\text{Al}^{3+}$) и сульфат-ион ($\text{SO}_4^{2-}$). Вещество хорошо растворимо в воде, что соответствует свойству сульфата алюминия ($\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$).

6. Для составления химической формулы учитываем заряды ионов: алюминий имеет заряд $+3$, сульфат-ион имеет заряд $-2$. Чтобы молекула была электронейтральной, нужно найти наименьшее общее кратное зарядов, которое равно $6$. Таким образом, необходимо $2$ иона алюминия ($2 \times (+3) = +6$) и $3$ сульфат-иона ($3 \times (-2) = -6$).

Ответ: $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$