Номер 9, страница 207 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

9. В четыре пробирки с растворами солей добавили раствор $NaOH$. В первой пробирке выпал белый осадок, в третьей — голубой. Во второй и четвёртой видимых изменений не наблюдали, поэтому их подогрели и к отверстиям поднесли влажную фенолфталеиновую бумагу. При этом бумага стала малиновой над четвёртой пробиркой. Назовите содержимое каждой пробирки, если для определения были предложены соли:

а) $NaNO_3$, $NH_4NO_3$, $Cu(NO_3)_2$, $Mg(NO_3)_2$;

б) $NH_4Cl$, $KCl$, $CuSO_4$, $CaCl_2$.

Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение

Для определения содержимого каждой пробирки необходимо проанализировать реакции предложенных солей с раствором гидроксида натрия ($NaOH$) и сопоставить теоретические результаты с наблюдениями из условия задачи.

Пробирка 1: белый осадок. Это указывает на образование нерастворимого гидроксида, такого как $Mg(OH)_2$ или $Ca(OH)_2$.

Пробирка 3: голубой осадок. Это характерный признак образования гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$.

Пробирка 4: нет видимых изменений при добавлении $NaOH$, но при нагревании выделяется газ, окрашивающий влажную фенолфталеиновую бумагу в малиновый цвет. Это качественная реакция на аммиак ($NH_3$), который образуется при реакции соли аммония со щелочью при нагревании.

Пробирка 2: нет видимых изменений ни при добавлении $NaOH$, ни при нагревании. Это означает, что в пробирке находится соль, которая не реагирует с гидроксидом натрия (например, соль щелочного металла).

Рассмотрим оба предложенных набора солей.

а) Соли: нитрат натрия ($NaNO_3$), нитрат аммония ($NH_4NO_3$), нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$), нитрат магния ($Mg(NO_3)_2$).

Исходя из анализа, распределяем соли по пробиркам:

В первой пробирке находился нитрат магния. При добавлении гидроксида натрия выпадает белый осадок гидроксида магния.

Уравнение реакции: $Mg(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + 2NaNO_3$

Во второй пробирке находился нитрат натрия. Реакция с гидроксидом натрия не идет, так как и реагенты, и возможные продукты являются сильными электролитами и полностью диссоциируют в растворе. Видимых изменений нет.

$NaNO_3 + NaOH \not\rightarrow$

В третьей пробирке находился нитрат меди(II). При добавлении гидроксида натрия выпадает голубой осадок гидроксида меди(II).

Уравнение реакции: $Cu(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaNO_3$

В четвертой пробирке находился нитрат аммония. При нагревании с гидроксидом натрия выделяется газообразный аммиак, который, будучи основанием, окрашивает влажную фенолфталеиновую бумагу в малиновый цвет.

Уравнение реакции: $NH_4NO_3 + NaOH \xrightarrow{t^\circ} NaNO_3 + NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: В первой пробирке — нитрат магния, во второй — нитрат натрия, в третьей — нитрат меди(II), в четвертой — нитрат аммония.

б) Соли: хлорид аммония ($NH_4Cl$), хлорид калия ($KCl$), сульфат меди(II) ($CuSO_4$), хлорид кальция ($CaCl_2$).

Исходя из анализа, распределяем соли по пробиркам:

В первой пробирке находился хлорид кальция. При добавлении гидроксида натрия выпадает белый осадок гидроксида кальция.

Уравнение реакции: $CaCl_2 + 2NaOH \rightarrow Ca(OH)_2\downarrow + 2NaCl$

Во второй пробирке находился хлорид калия. Реакция с гидроксидом натрия не идет. Видимых изменений нет.

$KCl + NaOH \not\rightarrow$

В третьей пробирке находился сульфат меди(II). При добавлении гидроксида натрия выпадает голубой осадок гидроксида меди(II).

Уравнение реакции: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

В четвертой пробирке находился хлорид аммония. При нагревании с гидроксидом натрия выделяется аммиак.

Уравнение реакции: $NH_4Cl + NaOH \xrightarrow{t^\circ} NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

Ответ: В первой пробирке — хлорид кальция, во второй — хлорид калия, в третьей — сульфат меди(II), в четвертой — хлорид аммония.