Номер 2, страница 30 - гдз по химии 11 класс тетрадь для практических работ Сечко

На рисунке изображен процесс смешивания растворов. Из капельницы в пробирку добавляется раствор хлорида натрия ($NaCl$). В пробирке находится раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). Признаком химической реакции является образование белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$) на дне пробирки.

1. Составьте уравнение химической реакции в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Молекулярное уравнение: $NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

Полное ионное уравнение: $Na^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl\downarrow + Na^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

2. Сделайте вывод о свойствах солей как электролитов.

Соли, такие как хлорид натрия и нитрат серебра, являются сильными электролитами. Это означает, что при растворении в воде они полностью диссоциируют на ионы, обеспечивая проводимость электрического тока.

Ответ: Электролитическая диссоциация серной кислоты: $H_2SO_4 \rightleftharpoons 2H^+ + SO_4^{2-}$

Результаты исследования:

Определяемый ион: Анион $SO_4^{2-}$

Индикатор (название): нет

Реактив (формула): $BaCl_2$

Признаки химических реакций: образование белого мелкокристаллического осадка $BaSO_4$.

Определяемый ион: Катион $H^+$

Индикатор (название): Лакмус

Реактив (формула): $H_2SO_4$ (сам раствор)

Признаки химических реакций: изменение цвета индикатора (лакмус краснеет).

Значение pH раствора: $< 7$.

1. Составьте уравнение химической реакции определения сульфат-ионов в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

2. Сделайте вывод о возможности обнаружения ионов в растворах.

Обнаружение ионов в растворах возможно с помощью специфических качественных реакций. Эти реакции позволяют идентифицировать ионы по наблюдаемым изменениям, таким как образование осадка, выделение газа или изменение цвета раствора (в том числе при использовании индикаторов).

Ответ:

Электролитическая диссоциация силиката натрия: $Na_2SiO_3 \rightleftharpoons 2Na^+ + SiO_3^{2-}$

Электролитическая диссоциация сульфата натрия: $Na_2SO_4 \rightleftharpoons 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Результаты исследования:

Вещество: Силикат натрия ($Na_2SiO_3$)

Реактив на силикат-ион: $HCl$ (соляная кислота)

Признак: образование белого студенистого осадка кремниевой кислоты ($H_2SiO_3$).

Реактив на сульфат-ион: прочерк (отсутствие реакции).

№ пробирки: 1 (пример).

Вещество: Сульфат натрия ($Na_2SO_4$)

Реактив на силикат-ион: прочерк (отсутствие реакции).

Реактив на сульфат-ион: $BaCl_2$ (хлорид бария)

Признак: образование белого мелкокристаллического осадка сульфата бария ($BaSO_4$).

№ пробирки: 2 (пример).

1. Составьте уравнение химической реакции определения силикат-ионов в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Молекулярное уравнение: $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение: $2Na^+ + SiO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $SiO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2SiO_3\downarrow$

2. Составьте уравнение химической реакции определения сульфат-ионов в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Молекулярное уравнение: $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение: $2Na^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

3. Сделайте вывод о возможности обнаружения ионов в растворах.

Качественные реакции позволяют однозначно обнаружить различные ионы в растворах, так как они вызывают характерные и видимые изменения (образование осадка, выделение газа, изменение окраски), которые являются признаками протекания химической реакции.

Результаты исследования растворов веществ:

Проверяемые вещества: Хлорид калия ($KCl$), Карбонат калия ($K_2CO_3$).

№ пробирки: 1

Растворимость: Растворим.

Нитрат серебра: Обнаружен ион $Cl^-$. Признак: образование белого творожистого осадка $AgCl$.

Соляная кислота: Ион (нет). Признак: прочерк (отсутствие реакции).

Название и формула вещества: Хлорид калия, $KCl$.

№ пробирки: 2

Растворимость: Растворим.

Нитрат серебра: Обнаружен ион $CO_3^{2-}$ (образование белого осадка $Ag_2CO_3$).

Соляная кислота: Обнаружен ион $CO_3^{2-}$. Признак: выделение газа (углекислый газ, $CO_2$).

Название и формула вещества: Карбонат калия, $K_2CO_3$.

1. Составьте уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Для обнаружения $Cl^-$ (с $AgNO_3$):

Молекулярное уравнение: $KCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + KNO_3$

Полное ионное уравнение: $K^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow AgCl\downarrow + K^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Для обнаружения $CO_3^{2-}$ (с $HCl$):

Молекулярное уравнение: $K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение: $2K^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2K^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение: $CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

2. Рассчитайте и сравните питательную ценность выданных калийных удобрений.

Дано:

Удобрения: хлорид калия ($KCl$), карбонат калия ($K_2CO_3$).

Молярные массы:

$M(K) = 39.1 \text{ г/моль}$

$M(Cl) = 35.45 \text{ г/моль}$

$M(C) = 12.01 \text{ г/моль}$

$M(O) = 16.00 \text{ г/моль}$

Перевод в СИ: Все величины уже представлены в стандартных единицах для химических расчетов (г/моль).

Найти:

Питательная ценность (массовая доля $K_2O$) для $KCl$ и $K_2CO_3$.

Сравнение питательной ценности.

Решение:

Молярная масса хлорида калия: $M(KCl) = M(K) + M(Cl) = 39.1 + 35.45 = 74.55 \text{ г/моль}$.

Молярная масса карбоната калия: $M(K_2CO_3) = 2 \times M(K) + M(C) + 3 \times M(O) = 2 \times 39.1 + 12.01 + 3 \times 16.00 = 78.2 + 12.01 + 48.00 = 138.21 \text{ г/моль}$.

Молярная масса оксида калия ($K_2O$): $M(K_2O) = 2 \times M(K) + M(O) = 2 \times 39.1 + 16.00 = 78.2 + 16.00 = 94.2 \text{ г/моль}$.

Питательная ценность калийных удобрений выражается в пересчете на массовую долю $K_2O$.

Массовая доля $K_2O$ в $KCl$:

$\omega(K_2O)_{\text{в } KCl} = \frac{M(K)}{M(KCl)} \times \frac{M(K_2O)}{2 \times M(K)} \times 100\% = \frac{39.1}{74.55} \times \frac{94.2}{2 \times 39.1} \times 100\% \approx 0.5245 \times 1.2046 \times 100\% \approx 63.18\%$.

Массовая доля $K_2O$ в $K_2CO_3$:

$\omega(K_2O)_{\text{в } K_2CO_3} = \frac{2 \times M(K)}{M(K_2CO_3)} \times \frac{M(K_2O)}{2 \times M(K)} \times 100\% = \frac{M(K_2O)}{M(K_2CO_3)} \times 100\% = \frac{94.2}{138.21} \times 100\% \approx 68.16\%$.

Сравнение: $K_2CO_3$ имеет более высокую массовую долю $K_2O$ (примерно 68.16%) по сравнению с $KCl$ (примерно 63.18%). Следовательно, карбонат калия обладает большей питательной ценностью как калийное удобрение.

3. Сделайте вывод.

Идентификация минеральных удобрений с помощью качественных реакций является эффективным методом определения их химического состава. Питательная ценность калийных удобрений, выраженная через массовую долю $K_2O$, может значительно различаться для разных соединений, даже если они содержат один и тот же ключевой элемент (калий). В данном случае, карбонат калия ($K_2CO_3$) превосходит хлорид калия ($KCl$) по содержанию калия в пересчете на $K_2O$, что делает его более концентрированным калийным удобрением.