Номер 768, страница 136 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

768. С помощью раствора какого вещества можно определить наличие примеси катионов бария в водном растворе следующих веществ: $NaCl$, $KNO_3$, $HCl$? Составьте уравнение химической реакции.

Решение

Для определения наличия примеси катионов бария ($Ba^{2+}$) в водных растворах $NaCl$, $KNO_3$ и $HCl$ необходимо подобрать реагент, который будет вступать в реакцию с ионами бария с образованием видимого признака (например, осадка), но при этом не будет реагировать с другими ионами, присутствующими в растворах ($Na^+$, $K^+$, $H^+$, $Cl^-$, $NO_3^-$).

Качественной реакцией на катион бария ($Ba^{2+}$) является реакция с сульфат-ионами ($SO_4^{2-}$). В результате взаимодействия образуется сульфат бария ($BaSO_4$) — нерастворимое в воде и кислотах вещество белого цвета. Нерастворимость в кислотах является ключевым фактором, поскольку один из растворов содержит соляную кислоту ($HCl$).

Следовательно, в качестве реагента можно использовать любое растворимое вещество, содержащее сульфат-ионы. Наиболее распространенными вариантами являются серная кислота ($H_2SO_4$) или ее растворимые соли, такие как сульфат натрия ($Na_2SO_4$) или сульфат калия ($K_2SO_4$).

При добавлении раствора такого вещества к исследуемым растворам, содержащим примесь ионов $Ba^{2+}$, будет наблюдаться выпадение белого осадка. При этом сульфат-ионы не образуют осадков с катионами $Na^+$, $K^+$ и $H^+$.

Химическая реакция, лежащая в основе этого качественного определения, может быть выражена следующим сокращенным ионным уравнением, которое справедливо для любого источника ионов бария и сульфат-ионов в растворе:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

Если в качестве примера рассмотреть реакцию между примесью хлорида бария ($BaCl_2$) и реагентом серной кислотой ($H_2SO_4$), молекулярное уравнение будет выглядеть так:

$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

Ответ: определить наличие примеси катионов бария можно с помощью раствора любого растворимого сульфата, например, серной кислоты ($H_2SO_4$) или сульфата натрия ($Na_2SO_4$). Уравнение химической реакции: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$.