Номер 8, страница 277 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. В четыре пробирки с растворами сульфатов магния, калия, железа(II), железа(III) добавили раствор гидроксида натрия. При этом наблюдали выпадение осадков: в одной пробирке — зелёного, во второй — белого, в третьей — бурого, в четвёртой ничего не происходило. Укажите названия исходных веществ в каждой пробирке. Поясните уравнения реакций в молекулярной и сокращённой ионной формах.

Решение

Для определения содержимого каждой пробирки воспользуемся знаниями о качественных реакциях на катионы металлов. При добавлении раствора щёлочи (гидроксида натрия) к растворам солей металлов могут образовываться нерастворимые гидроксиды, имеющие характерную окраску.

В одной пробирке — зелёного

Выпадение осадка зелёного цвета характерно для гидроксида железа(II) $Fe(OH)_2$. Это качественная реакция на ион $Fe^{2+}$. Следовательно, в этой пробирке изначально находился раствор сульфата железа(II).

Уравнение реакции в молекулярной форме:

$FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Уравнение реакции в сокращённой ионной форме:

$Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow$

Ответ: в пробирке находился раствор сульфата железа(II).

во второй — белого

Выпадение осадка белого цвета характерно для гидроксида магния $Mg(OH)_2$. Это качественная реакция на ион $Mg^{2+}$. Следовательно, в этой пробирке изначально находился раствор сульфата магния.

Уравнение реакции в молекулярной форме:

$MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Уравнение реакции в сокращённой ионной форме:

$Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2\downarrow$

Ответ: в пробирке находился раствор сульфата магния.

в третьей — бурого

Выпадение осадка бурого цвета характерно для гидроксида железа(III) $Fe(OH)_3$. Это качественная реакция на ион $Fe^{3+}$. Следовательно, в этой пробирке изначально находился раствор сульфата железа(III).

Уравнение реакции в молекулярной форме:

$Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3\downarrow + 3Na_2SO_4$

Уравнение реакции в сокращённой ионной форме:

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

Ответ: в пробирке находился раствор сульфата железа(III).

в четвёртой ничего не происходило

Отсутствие видимых изменений (осадка) означает, что реакция ионного обмена не протекает. Это возможно в том случае, если все вещества в растворе являются сильными электролитами, а продукты реакции растворимы. Сульфат калия $K_2SO_4$ и гидроксид натрия $NaOH$ вступают в реакцию, продуктами которой являются растворимые вещества — гидроксид калия $KOH$ и сульфат натрия $Na_2SO_4$. Поэтому видимых изменений нет.

Реакция не идёт, так как не образуется осадок, газ или слабый электролит:

$K_2SO_4 + 2NaOH \not\rightarrow$

В ионной форме все ионы остаются в растворе и не взаимодействуют друг с другом, поэтому сокращённого ионного уравнения для данной реакции не существует.

Ответ: в пробирке находился раствор сульфата калия.