Бесцветный ярко красный. Задания ЕГЭ по химии с решениями: Взаимосвязь различных классов неорганических веществ Качественные реакции на анионы
В предложенном материале представлены методические разработки практических работ для 9-го класса: “Решение экспериментальных задач по теме “Азот и фосфор”, “Определение минеральных удобрений”, а также лабораторных опытов по теме “Реакции обмена между растворами электролитов”.
Реакции обмена между растворами электролитов
Методическая разработка состоит из трех частей: теория, практикум, контроль. В теоретической части приведены некоторые примеры молекулярных, полных и сокращенных ионных уравнений химических реакций, протекающих с образованием осадка, малодиссоциирующего вещества, выделением газа. В практической части даны задания и рекомендации для учащихся по выполнению лабораторных опытов. Контроль состоит из тестовых заданий с выбором правильного ответа.
Теория
1. Реакции, идущие с образованием осадка.
а) При взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом натрия образуется голубой осадок гидроксида меди(II).
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 .
Cu 2+ + + 2Na + + 2OH – = Cu(OH) 2 + 2Na + + ,
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 .
б) При взаимодействии хлорида бария с сульфатом натрия выпадает белый молочный осадок сульфата бария.
Молекулярное уравнение химической реакции:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = 2NaCl + BaSO 4 .
Полное и сокращенное ионные уравнения реакций:
Ba 2+ + 2Cl – + 2Na + + = 2Na + + 2Cl – + BaSO 4 ,
Ba 2+ + = BaSO 4 .
2.
При взаимодействии карбоната или гидрокарбоната натрия (пищевая сода) с соляной или другой растворимой кислотой наблюдается вскипание, или интенсивное выделение пузырьков газа. Это выделяется углекислый газ СО 2 , вызывающий помутнение прозрачного раствора известковой воды (гидроксида кальция). Известковая вода мутнеет, т.к. образуется нерастворимый карбонат кальция.
а) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2 ;
б) NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O;
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
а) 2Na + + + 2H + + 2Cl – = 2Na + + 2Cl – + CO 2 + H 2 O,
2H + = CO 2 + H 2 O;
б) Na + + + H + + Cl – = Na + + Cl – + CO 2 + H 2 O,
H + = CO 2 + H 2 O.
3. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего вещества.
При взаимодействии гидроксида натрия или калия с соляной кислотой или другими растворимыми кислотами в присутствии индикатора фенолфталеина раствор щелочи обесцвечивается, в результате реакции нейтрализации образуется малодиссоциирующее вещество H 2 O.
Молекулярные уравнения химических реакций:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
в) 3KOH + H 3 PO 4 = K 3 PO 4 + 3H 2 O.
Полные и сокращенные ионные уравнения реакций:
а) Na + + OH – + H + + Cl – = Na + + Cl – + H 2 O,
OH – + H + = H 2 O;
б) 2Na + + 2OH – + 2H + + = 2Na + + + 2H 2 O,
2OH – + 2H + = 2H 2 O;
в) 3K + + 3OH – +3H + + = 3K + + + 3H 2 O,
3OH – + 3H + = 3H 2 O.
Практикум
1. Реакции обмена между растворами электролитов, идущие с образованием осадка.
а) Провести реакцию между растворами сульфата меди(II) и гидроксида натрия. Написать молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения химических реакций, отметить признаки химической реакции.
б) Провести реакцию между растворами хлорида бария и сульфата натрия. Написать молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения химических реакций, отметить признаки химической реакции.
2. Реакции, идущие с выделением газа.
Провести реакции между растворами карбоната натрия или гидрокарбоната натрия (пищевая сода) с соляной или другой растворимой кислотой. Выделяющийся газ (используя газоотводную трубку) пропустить через прозрачную известковую воду, налитую в другую пробирку, до ее помутнения. Написать молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций, отметить признаки этих реакций.
3. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего вещества.
Провести реакции нейтрализации между щелочью (NaOH или KOH) и кислотой (HCl, HNO 3 или H 2 SO 4), предварительно поместив в раствор щелочи фенолфталеин. Отметить наблюдения и написать молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций.
Признаки , сопутствующие данным реакциям, можно выбрать из следующего перечня:
1) выделение пузырьков газа; 2) выпадение осадка; 3) появление запаха; 4) растворение осадка; 5) выделение тепла; 6) изменение цвета раствора.
Контроль (тест)
1. Ионное уравнение реакции, в которой образуется голубой осадок, – это:
а) Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ;
г) Al 3+ + 3OH – = Al(OH) 3 .
2. Ионное уравнение реакции, в которой выделяется углекислый газ, – это:
а) CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca 2+ + ;
б) 2Н + + SO 2- 3 = H 2 O + SO 2 ;
в) CO 2- 3 + 2H + = CO 2 + H 2 O;
г) 2H + + 2OH – = 2H 2 O.
3. Ионное уравнение реакции, в которой образуется малодиссоциирующее вещество, – это:
а) Ag + + Cl – = AgCl;
б) OH – + H + = H 2 O;
в) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 ;
г) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 .
4. Ионное уравнение реакции, в которой образуется белый осадок, – это:
а) Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ;
б) СuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ;
г) Ba 2+ + SO 2- 4 = BaSO 4 .
5. Молекулярное уравнение, которое соответствует сокращенному ионному уравнению реакции 3OH – + 3H + = 3H 2 O, – это:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
б) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
в) 3KOH + H 3 PO 4 = K 3 PO 4 + 3H 2 O;
г) Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + H 2 O.
6. Молекулярное уравнение, которое соответствует сокращенному ионному уравнению реакции
H + + = H 2 O + CO 2 , –
а) MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O;
б) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O;
в) NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O;
г) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
| Ответы. 1 -а; 2 -в; 3 -б; 4 -г; 5 -в; 6 -в. |
Решение экспериментальных задач по теме “Азот и фосфор”
Учащиеся при изучении нового материала по теме “Азот и фосфор” выполняют ряд опытов, касающихся получения аммиака, определения нитратов, фосфатов, солей аммония, приобретают определенные навыки и умения. В данной методической разработке приведены шесть заданий. Для выполнения практической работы достаточно трех заданий: одно – на получение вещества, два – по распознаванию веществ. При выполнении практической работы учащимся можно предложить задания в форме, которая облегчит им оформление отчета (см. задания 1, 2). (Ответы приведены для учителя.)
Задание 1
Получите аммиак и опытным путем докажите его наличие.
а) Получение аммиака.
Смесь равных по объему порций твердого хлорида аммония и порошка гидроксида кальция нагрейте в пробирке с газоотводной трубкой. При этом будет выделяться аммиак, который надо собрать в другую сухую пробирку, расположенную отверстием …......... (почему? ).
Написать уравнение реакции получения аммиака.
…………………………………………………..
б) Определение аммиака.
Можно определить по запаху ………… (название вещества) , а также по изменению цвета лакмуса или фенолфталеина. При растворении аммиака в воде образуется ……. (название основания) , поэтому лакмусовая бумажка.……. (указать цвет) , а бесцветный фенолфталеин становится …………. (указать цвет) .
Вместо точек вставить слова по смыслу. Написать уравнение реакции.
…………………………………………………..
* Аммиаком пахнет имеющийся в домашней аптечке нашатырный спирт – водный раствор аммиака. – Прим. ред.
Задание 2
Получите нитрат меди двумя различными способами, имея в наличии следующие вещества: концентрированную азотную кислоту, медную стружку, сульфат меди(II), гидроксид натрия. Напишите уравнения химических реакций в молекулярном виде, отметьте изменения. В 1-м способе для окислительно-восстановительной реакции напишите уравнения электронного баланса, определите окислитель и восстановитель. Во 2-м способе напишите сокращенные ионные уравнения реакций.
1-й с п о с о б. Медь + азотная кислота. Слегка нагреваем содержимое пробирки. Бесцветный раствор становится ….. (указать цвет) , т.к. образуется ….. (название вещества) ; выделяется газ …….. цвета с неприятным запахом, это – ……. (название вещества) .
2-й с п о с о б. При взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом натрия получается осадок ….. цвета, это – …… (название вещества) . К нему приливаем азотную кислоту до полного растворения осадка......... (название осадка) . Образуется прозрачный голубой раствор …… (название соли) .
Задание 3
Докажите опытным путем, что в состав сульфата аммония входят ионы NH 4 + и SO 2- 4 . Отметьте наблюдения, напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций.
Задание 4
Как опытным путем определить нахождение растворов ортофосфата натрия, хлорида натрия, нитрата натрия в пробирках № 1, № 2, № 3? Отметьте наблюдения, напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций.
Задание 5
Имея вещества: азотную кислоту, медную стружку или проволоку, универсальную индикаторную бумагу или метилоранж, докажите опытным путем состав азотной кислоты. Напишите уравнение диссоциации азотной кислоты; молекулярное уравнение для реакции меди с концентрированной азотной кислотой и уравнения электронного баланса, определите окислитель и восстановитель.
Задание 6
Получите раствор нитрата меди разными способами, имея вещества: азотную кислоту, оксид меди, основной карбонат меди или карбонат гидроксомеди(II). Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций. Отметьте признаки химических реакций.
Контрольные тесты
1. Укажите уравнение реакции, где выпадает желтый осадок.
2. Ионное уравнение реакции, в которой образуется белый творожистый осадок, – это:
3. Для доказательства наличия нитрат-иона в нитратах надо взять:
а) соляную кислоту и цинк;
б) серную кислоту и хлорид натрия;
в) серную кислоту и медь.
4. Реактивом на хлорид-ион является:
а) медь и серная кислота;
б) нитрат серебра;
в) хлорид бария.
5. В уравнении реакции, схема которой
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O,
перед окислителем надо поставить коэффициент:
а) 2; б) 4; в) 6.
6. Основная и кислая соли соответствуют парам:
а) Cu(OH) 2 , Mg(HCO 3) 2 ;
б) Cu(NO 3) 2 , HNO 3 ;
в) 2 CO 3 , Ca(HCO 3) 2 .
|
Ответы. 1 -а; 2 -б; 3 -в; 4 -б; 5 -б; 6 -в. |
Определение минеральных удобрений
Методическая разработка этой практической работы состоит из трех частей: теория, практикум, контроль. В теоретической части даны общие сведения по качественному определению катионов и анионов, входящих в состав минеральных удобрений. В практикуме приведены примеры семи минеральных удобрений с описанием их характерных признаков, а также даны уравнения качественных реакций. В тексте вместо точек и знака вопроса надо вставить подходящие по смыслу ответы. Для выполнения практической работы по усмотрению учителя достаточно взять четыре удобрения. Контроль знаний учащихся состоит из тестовых заданий по определению формул удобрений, которые даны в этой практической работе.
Теория
1. Реактивом на хлорид-ион является нитрат серебра. Реакция идет с образованием белого творожистого осадка:
Ag + + Cl – = AgCl.
2. Ион аммония можно обнаружить с помощью щелочи. При нагревании раствора соли аммония с раствором щелочи выделяется аммиак, который имеет резкий характерный запах:
NH + 4 + OH – = NH 3 + H 2 O.
Можно также для определения иона аммония воспользоваться смоченной водой красной лакмусовой бумажкой, универсальной индикаторной или фенолфталеиновой полоской бумаги. Бумажку надо подержать над парами, выделяющимися из пробирки. Красный лакмус синеет, универсальный индикатор становится фиолетовым, а фенолфталеин малиновым.
3. Для определения нитрат-ионов к раствору соли добавляют стружку или кусочки меди, затем приливают концентрированную серную кислоту и нагревают. Через некоторое время начинает выделяться газ бурого цвета с неприятным запахом. Выделение бурого газа NO 2 указывает на присутствие ионов.
Например:
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HNO 3 ,
4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.
4. Реактивом на фосфат-ион является нитрат серебра. При его добавлении к раствору фосфата выпадает желтый осадок фосфата серебра:
3Ag + + PO 3- 4 = Ag 3 PO 4 .
5. Реактивом на сульфат-ион является хлорид бария. Выпадает белый молочный осадок сульфата бария, нерастворимый в уксусной кислоте:
Ba 2+ + SO 2- 4 = BaSO 4 .
Практикум
1. Сильвинит (NaCl KCl), розовые кристаллы, растворимость в воде хорошая. Пламя окрашивается в желтый цвет. При рассмотрении пламени через синее стекло заметно фиолетовое окрашивание. С …….. (название реактива) дает белый осадок …… (название соли) .
KCl + ? -> KNO 3 + AgCl.
2. Нитрат аммония NH 4 NO 3 , или …….. (название удобрения) , белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. С серной кислотой и медью выделяется бурый газ …. (название вещества) . С раствором ……. (название реактива) при нагревании ощущается запах аммиака, его пары окрашивают красный лакмус в ……. цвет.
NH 4 NO 3 + H 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + HNO 3 ,
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + ? + ? .
NH 4 NO 3 + ? -> NH 3 + H 2 O + NaNO 3 .
3. Нитрат калия (KNO 3), или …… (название удобрения) , с H 2 SO 4 и ……… (название вещества) дает бурый газ. Пламя окрашивается в фиолетовый цвет.
KNO 3 + H 2 SO 4 KHSO 4 + HNO 3 ,
4HNO 3 + ? -> Cu(NO 3) 2 + ? + 2H 2 O.
4. Хлорид аммония NH 4 Cl c раствором ……. (название реактива) при нагревании образует аммиак, его пары окрашивают красный лакмус в синий цвет. С …… (название аниона реактива) серебра дает белый творожистый осадок …… (название осадка) .
NH 4 Cl + ? = NH 4 NO 3 + AgCl,
NH 4 Cl + ? = NH 3 + H 2 O + NaCl.
5. Сульфат аммония (NH 4) 2 SO 4 c раствором щелочи при нагревании образует аммиак, его пары окрашивают красный лакмус в синий цвет. С …….. (название реактива) дает белый молочный осадок ……... (название осадка) .
(NH 4) 2 SO 4 + 2NaOH = 2NH 3 + 2H 2 O + ? ,
(NH 4) 2 SO 4 + ? -> NH 4 Cl + ? .
6. Нитрат натрия NaNO 3 , или …… (название удобрения) , белые кристаллы, растворимость в воде хорошая, с H 2 SO 4 и Cu дает бурый газ. Пламя окрашивается в желтый цвет.
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + ? ,
Cu -> Cu(NO 3) 2 + ? + 2H 2 O.
7. Дигидрофосфат кальция Ca(H 2 PO 4) 2 , или …… (название удобрения) , серый мелкозернистый порошок или гранулы, плохо растворяется в воде, с ….. (название реактива) дает ….. (указать цвет) осадок ……… (название вещества) AgН 2 PO 4 .
Ca(H 2 PO 4) 2 + ? -> 2AgH 2 PO 4 + Ca(NO 3) 2 .
Контроль (тест)
1. Розовые кристаллы, хорошо растворимы в воде, окрашивают пламя в желтый цвет; при взаимодействии с AgNO 3 выпадает белый осадок – это:
а) Ca(H 2 PO 4) 2 ; б) NaCl KCl;
в) KNO 3 ; г) NH 4 Cl.
2. Кристаллы хорошо растворимы в воде; в реакции с H 2 SO 4 и медью выделяется бурый газ, с раствором щелочи при нагревании дает аммиак, пары которого окрашивают красный лакмус в синий цвет, – это:
а) NaNO 3 ; б) (NH 4) 2 SO 4 ;
в) NH 4 NO 3 ; г) KNO 3 .
3. Светлые кристаллы, хорошо растворимы в воде; при взаимодействии с H 2 SO 4 и Cu выделяется бурый газ; пламя окрашивает в фиолетовый цвет – это:
а) KNO 3 ; б) NH 4 H 2 PO 4 ;
в) Ca(H 2 PO 4) 2 CaSO 4 ; г) NH 4 NO 3 .
4. Кристаллы хорошо растворимы в воде; с нитратом серебра дает белый осадок, c щелочью при нагревании дает аммиак, пары которого окрашивают красный лакмус в синий цвет, – это:
а) (NH 4) 2 SO 4 ; б) NH 4 H 2 PO 4 ;
в) NaCl KCl; г) NH 4 Cl.
5. Светлые кристаллы, хорошо растворимы в воде; с BaCl 2 дает белый молочный осадок, c щелочью дает аммиак, пары которого окрашивают красный лакмус в синий цвет, – это:
в) NH 4 Cl; г) NH 4 H 2 PO 4 .
6. Светлые кристаллы, хорошо растворимые в воде; при взаимодействии с H 2 SO 4 и Cu дает бурый газ, пламя окрашивает в желтый цвет – это:
а) NH 4 NO 3 ; б) (NH 4) 2 SO 4 ;
в) KNO 3 ; г) NaNO 3 .
7. Серый мелкозернистый порошок или гранулы, растворимость в воде плохая, с раствором нитрата серебра дает желтый осадок – это:
а) (NH 4) 2 SO 4 ; б) NaCl KCl;
в) Ca(H 2 PO 4) 2 ; г) KNO 3 .
| Ответы. 1 -б; 2 -в; 3 -а; 4 -г; 5 -б; 6 -г; 7 -в. |
Решение задач части С2
1. Смесь двух газов, не имеющих цвета и запаха А и Б пропустили при нагревании над катализатором, содержащим железо. Образующийся газ В пропустили в раствор бромоводородной кислоты, произошла реакция нейтрализации. Раствор выпарили и остаток нагрели с едким кали, в результате выделился бесцветный газ В с резким запахом. При сжигании газа В на воздухе образуются вода и газ А. Напишите уравнение описанных реакций.
Решение
Нейтрализовать раствор кислоты можно веществом, проявляющим основные свойства. Так как при нагревании продукта реакции с едким кали выделился газ с резким запахом и газ, обладающий основными свойствами, то этот газ - аммиак NH 3.
1 уравнение - синтез аммиака из азота и водорода;
2 уравнение - нейтрализация кислоты;
3 уравнение - качественная реакция на аммиак со щелочью;
4 уравнение - горение аммиака на воздухе, при этом выделяется азот
Газы - N 2, H 2 и NH 3.
1) N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3
2) NH 3 + HВr = NH 4 Br
3) NH 4 Br + КOH = КBr + H 2 O + NH 3
4) 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6 H 2 O
2. Сернистый газ пропустим через раствор перекиси водорода. Выпарили воду и к остатку добавили магниевую стружку. Выделяющийся газ пропустили через раствор медного купороса. Выпавший осадок чёрного цвета отделили и подвергли обжигу. Напишите уравнение описанных реакций.
Решение
В сернистом газе степень окисления серы +4. Следовательно, он может быть и окислителем, и восстановителем. С сильным окислителем сера будет восстановителем и повысит степень окисления до +6 (т.е. образуется H 2 SO 4 ) (1 уравнение).
После выпаривания H 2 O образуется концентрированная серная кислота, которая, взаимодействуя с Мg(активный металл) даст сероводород (2). Сульфат меди - II, реагируя с сероводородом, даст сульфид меди - осадок чёрного цвета (3). При обжиге сульфидов образуются оксид серы (IV) и оксид металла (4).
1) SO 2 + H 2 O 2 = H 2 SO 4
2) 5H 2 SO 4 конц. + 4Mg = 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
3) H 2 S + CuSO 4 = CuS↓ + H 2 SO 4
4) 2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2
3. При обжиге некоторого минерала А, состоящего из 2-х элементов, образуется газ, имеющий резкий запах и обесцвечивающий бромную воду с образованием в растворе двух сильных кислот. При взаимодействии вещества Б, состоящего из тех же элементов, что и минерал А, но в другом соотношении, с концентрированной соляной кислотой выделяется газ с запахом «тухлых яиц». При взаимодействии газов друг с другом образуются простое вещество жёлтого цвета и вода. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Так как при действии на вещество Б соляной кислоты выделяется сероводород H 2 S (газ с запахом «тухлых яиц») (уравнение 3), то оба минерала являются сульфидами. В процессе производства серной кислоты изучается обжиг пирита FeS 2 (1). SO 2 – газ с резким запахом проявляет свойства восстановителя и реагируя с бромной водой даёт две кислоты: серную и бромоводородную (2). При взаимодействии сернистого газа (окислитель) и сероводорода (восстановитель) образуется сера - простое вещество жёлтого цвета (4).
1) 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
2) SO 2 + Br 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr
3) FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S
4) SO 2 + 2H 2 S = 3S↓ + 2H 2 O
4. Азотную кислоту нейтрализовали пищевой содой, раствор выпарили и остаток прокалили. Образовавшееся вещество внесли в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом раствор обесцветился. Азотосодержащий продукт реакции поместили в раствор едкого натра и добавили цинковую пыль, при этом выделился газ с резким характерным запахом. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
После нейтрализации раствора образуется нитрат натрия (1). Нитраты, образованные металлами, стоящими в ряду напряжения левее Mg, разлагаются с образованием нитритов и кислорода (2). Перманганат калия KMnO 4 , имеющий розовую окраску, является сильным окислителем в кислой среде и окисляет натрий до нитрата NaN +5 O 3 , сам восстанавливается до Mn +2 (бесцветного) (3). При взаимодействии цинка с раствором щёлочи выделяется атомарный водород, который является очень сильным восстановителем, поэтому нитрат натрия NaN +5 O 3 восстанавливается до аммиака N -3 H 3 (4).
1) HNO 3 + NaHCO 3 = NaNO 3 + H 2 O + CO 2
2) 2 NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2
3) 5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O
4) NaNO 3 + 4Zn+ 7NaOH + 6H 2 O = NH 3 +4Na 2 Zn(OH) 4
5. Неизвестный металл сожгли в кислороде. Продукт реакции, взаимодействуя с углекислым газом, образует два вещества: твердое, которое взаимодействует с раствором соляной кислоты с выделением углекислого газа, и газообразное простое вещество, поддерживающее горение. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Газ, поддерживающий горение - кислород (4). При сгорании металлов в кислороде могут образовываться оксиды и пероксиды. Оксиды дадут только одно вещество при взаимодействии с углекислым газом - соль карбонат, поэтому берем щелочной металл, натрий, который образует пероксид (1). При взаимодействии с углекислым газом образуется соль и выделяется кислород (2). Карбонат с кислотой даёт углекислый газ (3).
1) 2Na + O 2 = Na 2 O 2
2) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
3) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2
4) O 2 +C = CO 2.
6. Гидроксид трёхвалентного хрома обработали соляной кислотой. В полученный раствор добавили поташ, выделившийся осадок отделили и внесли в концентрированный раствор едкого кали, в результате осадок растворился. После добавления избытка соляной кислоты был получен раствор зелёного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Гидроксид хрома Сr(OH) 3 - амфотерен. С соляной кислотой даст CrCl 3 (1), соль образована слабым основанием и сильной кислотой, поэтому будет подвергаться гидролизу по катиону. Поташ - карбонат калия K 2 CO 3 образован сильным основанием и слабой кислотой, подвергается гидролизу по аниону. Две соли взаимно усиливают гидролиз друг друга, поэтому гидролиз идёт до конца: до образования Cr(OH) 3 и CO 2 (2). Cr(OH) 3 в избытке щелочи даёт гексагидроксохромит калия K 3 Cr(OH) 6 (3). При действии избытка сильной кислоты образуются две соли (4).
1) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
2) CrCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KCl
3) Cr(OH) 3 + 3KOH конц. = K 3 Cr(OH) 6
4) K 3 Cr(OH) 6 + 6HCl = CrCl 3 + 3KCl + 6H 2 O.
7. Продукт взаимодействия лития с водородом обработали водой. Выделившийся газ смешали с избытком кислорода и при нагревании пропустили над платиновым катализатором; образовавшаяся газовая смесь имела бурый цвет. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
При взаимодействии азота и лития образуется нитрид лития (1), который разлагается водой с выделением аммиака (2). Аммиак окисляется кислородом в присутствии платинового катализатора до оксида азота (II), не имеющего цвета (3). Образование бурого газа NO 2 из NO происходит самопроизвольно (4).
1) 6Li + N 2 = 2Li 3 N
2) Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3
3) 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
4) 2NO + O 2 = 2NO 2 .
8. Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты и выделяющийся газ сожгли. Твёрдый продукт реакции смешали с кальцинированной содой, смесь нагрели до плавления и выдержали некоторое время. После охлаждения продукт реакции (используется под названием «жидкое стекло») растворили в воде и обработали раствором серной кислоты. Напишите уравнения описных реакций.
Решение
При взаимодействии силицида магния с соляной кислотой образуется газ силан (1). Он самовоспламеняется на воздухе, образуя оксид кремния (твёрдое вещество) и воду (2). При сплавлении оксида кремния со щёлочью или содой образуется силикат натрия («жидкое стекло») (3). Серная кислота, как более сильная, вытесняет слабую кремниевую кислоту из раствора, которая нерастворима в воде (4).
1) Mg 2 Si + 4HCl = 2MgCl 2 + SiH 4
2) 2SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O
3) SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2
4) Na 2 SiO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 SiO 3 ↓.
9. При нагревании вещества оранжевого цвета оно разлагается; среди продуктов разложения - бесцветный газ и твёрдое вещество зелёного цвета. Выделившийся газ реагирует с литием даже при небольшом нагревании. Продукт последней реакции взаимодействует с водой, при этом выделяется газ с резким запахом, который может восстанавливать металлы, например медь, из их оксидов. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Газ с резким запахом, который сможет восстанавливать металлы из их оксидов (уравнение 4) - аммиак (уравнение 3). Вещество оранжевого цвета, которое разлагается с выделением азота (бесцветный газ) и образованием твёрдого вещества зелёного цвета Cr 2 O 3 - дихромат аммония (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (уравнение 1), при взаимодействии нитрида лития с водой выделяется аммиак (3).
1) (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = t N 2 + 4H 2 O + Cr 2 O 3
2) N 2 + 6Li = 2Li 3 N
3) Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3
4) 2NH 3 + 3CuO = N 2 + 3Cu + 3H 2 O.
10. Неизвестное вещество красного цвета нагрели в хлоре и продукт реакции растворили в воде. В полученный раствор добавили щёлочи, выпавший осадок голубого цвета отфильтровали и прокалили. При нагревании продукта прокаливания, который имеет чёрный цвет, с коксом было получено исходное вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Металл красного цвета - медь. При нагревании с хлором образуется хлорид меди-II СuСl 2 (1). При добавлении к раствору щёлочи выпадает студенистый осадок голубого цвета Cu(OH) 2 - гидроксид меди-II (2). При нагревании он разлагается на оксид меди-II чёрного цвета (3). При нагревании оксида с коксом (С) восстанавливается медь.
1) Cu + Cl 2 = CuCl 2
2) CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
3) Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O
4) CuO + C = Cu + CO.
11. Соль, полученную при взаимодействии оксида цинка с серной кислотой, прокалили при 800 о С. Твёрдый продукт реакции обработан концентрированным раствором щёлочи и через полученный раствор пропустили углекислый газ. Напишите уравнения реакций описанных превращений.
Решение
При взаимодействии оксида цинка с серной кислотой получается соль сульфат цинка ZnSO 4 (1). При высоких температурах сульфаты многих металлов разлагаются с образованием оксида металла, сернистого газа и кислорода (2). Оксид цинка амфотерен, поэтому взаимодействует со щёлочью, образуя тетрагидроксоцинкат натрия Na 2 Zn(OH) 4 (3). При пропускании в воду углекислого газа образуется угольная кислота, которая разрушает комплекс, и образуется осадок гидроксида цинка (4).
1) ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O
2) 2ZnSO 4 = 2ZnO + SO 2 + O 2
3) ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2 Zn(OH) 4
4) Na 2 Zn(OH) 4 + CO 2 = Na 2 CO 3 + Zn(OH) 2 ↓ + H 2 O.
12. В раствор нитрата ртути-II добавили медную стружку. Раствор профильтровали и фильтрат по каплям приливали к раствору, содержащему едкий натр и гидроксид аммония. При этом наблюдали кратковременное образование осадка, который растворялся с образованием раствора ярко-синего цвета. При добавлении в полученный раствор избытка раствора серной кислоты происходило изменение цвета. Напишите уравнение описанных реакций.
Решение
Медь стоит в ряду напряжений металлов левее ртути, поэтому вытесняет её из раствора соли (1). При добавлении к щёлочи раствора нитрата меди-II образуется нерастворимый гидроксид меди-II Cu(OH) 2 (2), который растворяется в избытке аммиака, образуя комплексное соединение ярко-синего цвета Сu(NH 3 ) 4 (OH) 2 (3). При добавлении серной кислоты оно разрушается, и раствор приобретает голубую окраску (4).
1) Hg(NO 3 ) 2 + Cu = Ng + Cu(NO 3 ) 2
2) Cu(NO 3 ) 2 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + 2KNO 3
3) Cu(OH) 2 + 4NH 4 OH = Cu(NH 3 ) 4 (OH) 2 + 4H 2 O
4) Cu(NH 3 ) 4 (OH) 2 + 5H 2 SO 4 = CuSO 4 + 4NH 4 HSO 4 + 2H 2 O
бразуется кислая соль, т.к. избыток кислоты.
13. Красный фосфор сожгли в атмосфере хлора и к продукту реакции добавили несколько капель воды. Выделяющееся вещество растворили в избытке воды, в полученный раствор добавили железный порошок, и газообразный продукт реакции пропустили над нагретой, окисленной до оксида двухвалентной меди, медной пластинкой. Напишите уравнения реакций описанных превращений.
Решение
При горении фосфора в избытке хлора образуется хлорид фосфора-V PCl 5 (1). При гидролизе небольшим количеством воды выделяется хлороводород и образуется метафосфорная кислота (2). Железо вытесняет водород из растворов кислот (3). Водород восстанавливает металлы из их оксидов (4).
1) 2P + 5Cl 2 = 2PCl 5
2) PCl 5 + 3H 2 O = HPO 3 + 5HCl
3) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
4) CuO + H 2 = t Cu + H 2 O.
14. Вещество, полученное при нагревании железной окалины в атмосфере водорода, внесли в горячую концентрированную серную кислоту и нагрели. Полученный раствор выпарили, остаток растворили в воде и обработали раствором хлорида бария. Раствор профильтровали и в фильтрат внесли медную пластинку, которая через некоторое время растворилась. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
При нагревании оксидов металлов, в частности железной окалины Fe 3 O 4 , с водородом происходит восстановление металлов (1). Железо не реагирует с концентрированной серной кислотой при нормальных условиях, но при нагревании - растворяется (2). Сульфат железа-III с хлоридом бария образует осадок сульфата бария (30. Хлорид железа-III проявляет свойства окислителя и растворяет медь (4).
1) Fe 3 O 4 + 8H 2 = 3Fe + 4H 2 O
2) 2Fe + 6H 2 SO 4конц.(гор.) = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
3) Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3BaCl 2 = 3BaSO 4 ↓ + 2FeCl 3
4) 2FeCl 3 + Cu = 2FeCl 2 + CuCl 2 .
15. Негашеную известь прокалили с избытком кокса. Продукт реакции после обработки водой используется для поглощения сернистого и углекислого газов. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Прокаливание негашеной извести с коксом - промышленный способ получения карбида кальция (1). При гидролизе карбида кальция выделяется ацетилен и образуется гидроксид кальция (2), который может реагировать с кислотными оксидами (3, 4).
1) CaO + 3C = CaC 2 + CO
2) CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 ↓ + C 2 H 2
3) Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 ↓ + H 2 O
4) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.
16. Над поверхностью налитого в колбу раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух в колбе окрашивался в бурый цвет, который исчезал через некоторое время. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твёрдый остаток представляят собой смесь двух солей. При нагревании этой смеси выделяется газ и остаётся единственное вещество. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
При электрических разрядах азот вступает в реакцию с кислородом с образованием бесцветного газа оксида азота (1), который самопроизвольно быстро окисляется кислородом воздуха до оксида азота-IV бурого цвета (2). Оксид азота-IV, растворяясь в щелочи, образует две соли - нитрат и нитрит, т.к. является ангидридом двух кислот (3). При нагревании нитрат разлагается с образованием нитрита и выделением кислорода (4).
1) N 2 + O 2 = 2NO
2) 2NO + О 2 = 2NO 2
3) 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 О
4) 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2 .
17. К пиролюзиту осторожно прибавили раствор соляной кислоты. Выделяющийся газ пропустили в химический стакан, наполовину наполненный холодным раствором едкого кали. После окончания реакции стакан накрыли картонкой и оставили на свету; через некоторое время внесли тлеющую лучинку, которая ярко вспыхнула. Напишите уравнения описанных реакций.
Решение
Взаимодействие соляной кислоты с пиролюзитом MnO 2 - лабораторный способ получения хлора (1). Хлор в холодном растворе гидроксида калия даёт две соли хлорид и гипохлорит калия (2). Гипохлорит - неустойчивое вещество и при освещении разлагается с выделением кислорода (3), образование которого доказывают с помощью вспыхнувшей лучинки (4).
1) MnO 2 + 4HCl = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O
2) Cl 2 + 2KOH = KCl + KClO + H 2 O
3) 2KClO = 2KCl + O 2
4) C + O 2 = CO 2 .
В пробирку с раситвором соли Х добавили раствор вещества Y. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение S 2- + 2H + = H 2 S. Из предложенного перечня выберите вещества Х и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид натрия;
2) угольная кислота;
3) хлороводород;
4) сульфид железа (II);
5) сульфит калия;
В пробирку с раствором соли Х добавили раствор вещества У. В результате реакции наблюдали выпадение белого осадка,
1) нитрат калия;
2) хлорид бария;
З) хлороводородная кислота;
4) карбонат кальция;
5) серная кислота;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором соли натрия Х добавили раствор вещества У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение:
S 2- + Fe 2+ = FeS.
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид натрия;
2) сульфит натрия;
3) сероводород;
4) гидроксид железа (II);
5) сульфат железа (II);
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором соли Х добавили раствор вещества У. В результате реакции наблюдали выделение бесцветного газа. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфит калия;
2) гидроксид натрия;
З) сульфат железа(II);
4) хлороводород;
5) нитрат натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор кислоты У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение: OH — + H + = H 2 O.
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид натрия;
2) угольная кислота;
3) серная кислота;
4) гидроксид бария;
5) гидроксид калия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор соли У. В результате реакции наблюдали выпадение голубого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфат железа(II);
2) соляная кислота;
3) гидроксид натрия;
4) нитрат кальция;
5) сульфат меди (II).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с твёрдым, нерастворимым в воде веществом Х добавили раствор вещества У. В результате реакции наблюдали растворение твёрдого вещества без выделения газа. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) карбонат кальция;
2) гидроксид натрия;
З) сульфат бария;
4) серная кислота;
5) оксид меди(II).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор соли У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение: CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2 .
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У. которые могут вступать в описанную реакцию.
1) гидрокарбонат кальция;
2) гидроксид кальция;
3) уксусная кислота;
4) серная кислота;
5) карбонат натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор соли У. В результате реакции наблюдали выпадение бурого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) хлорид меди(II);
2) соляная кислота;
3) гидроксид натрия;
4) нитрат натрия;
5) сульфат железа(III).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором кислоты Х добавили раствор вещества У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение: SO 3 2- + 2H + = H 2 O + SO 2 .
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфат калия;
2) сероводородная кислота;
3) серная кислота;
4) сульфид аммония;
5) сульфит натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Цинк полностью растворили в концентрированном растворе гидроксида натрия. Образовавшийся прозрачный раствор вещества X выпарили, а затем прокалили. При этом образовалось твердое вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Na 2 ZnO 2 ;
2) Zn(OH) 2 ;
3) ZnO;
4) Na 2 ;
5) NaOH.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Раствор хлорида натрия смешали с раствором соли X. Выпавший белый осадок отделили, раствор выпарили, оставшуюся сухую соль прокалили на воздухе, при этом выделился бесцветный газ Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) AgNO 3 ;
2) HNO 3 ;
3) Na 2 CO 3 ;
4) CO 2 ;
5) O 2 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Нитрат алюминия прокалили. Полученное в результате твердое вещество X сплавили с избытком гидроксида калия. Полученный плав обработали избытком воды, при этом образовался прозрачный раствор вещества Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Al;
2) Al 2 O 3 ;
3) KAlO 2 ;
4) K;
5) K 3 AlO 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Гидроксид железа (II) обратали пероксидом. Полученное бурое вещество Х сплавили с твёрдым гидроксидом калия. Полученный плав, содержащий соль Y, обработали избытком воды, в результате чего вновь получили бурое вещество Х. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Fe 2 O 3 ;
2) Fe(OH) 3 ;
3) KFeO 2 ;
4) FeO;
5) K 3 FeO 3 ;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Гидроксид алюминия сплавили с гидроксидом калия. Полученную соль Х обработали избытком соляной кислоты, при этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) K;
2) KAlO 2 ;
3) K 3 AlO 3 ;
4) AlCl 3 ;
5) Al(ClO 4) 3 ;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Сульфит калия обработали соляной кислотой. Полученный газ Х поглотили избытком гидроксида кальция, при этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) H 2 S;
2) CaS;
3) Ca(HSO 3) 2 ;
4) SO 2 ;
5) CaSO 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В одну из пробирок с осадком гидроксида алюминия добавили сильную кислоту X, а в другую – раствор вещества Y. В результате в каждой из пробирок наблюдали растворение осадка. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) бромоводородная кислота;
2) гидросульфид натрия;
3) сероводородная кислота;
4) гидроксид калия;
5) гидрат аммиака.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Нитрат серебра прокалили. К образовавшемуся твёрдому остатку X добавили концентрированную азотную кислоту, при этом наблюдали интенсивное выделение газа Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) оксид серебра(I);
2) нитрит серебра;
3) серебро;
4) оксид азота(II);
5) оксид азота(IV).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Бромид серебра нагрели с порошком цинка. Полученную соль растворили в воде. В образовавшийся раствор по каплям добавляли раствор гидроксида калия. Сначала происходило выпадение белого осадка X, а затем при добавлении новой порции раствора гидроксида калия – его полное растворение с образованием вещества Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Ag;
2) ZnBr 2 ;
3) Zn(OH) 2 ;
4) K 2 ZnO 2 ;
5) K 2 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Хлорид фосфора(V) внесли в избыток раствора гидроксида бария. Выпавший осадок X отделили, высушили и прокалили с песком и углём, при этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Ba 3 (PO 4) 2 ;
2) BaHPO 4 ;
3) BaCl 2 ;
4) CO 2 ;
5) CO.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Дихромат натрия прореагировал с гидроксидом натрия. Полученное вещество X обработали серной кислотой, из образовавшегося раствора выделили вещество Y оранжевого цвета. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Na 2 Cr 2 O 7 ;
2) Na 2 CrO 4 ;
3) NaCrO 2 ;
4) Na 3 ;
5) Na 2 SO 4 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Сульфат меди(II) добавили к раствору хлорида бария. Выпавший осадок X отфильтровали. К оставшемуся раствору добавили иодид калия, при этом наблюдали образование осадка Y и изменение цвета раствора. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) BaSO 3 ;
2) BaSO 4 ;
3) CuI 2 ;
4) CuI;
5) KCl;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором щёлочи (вещество X) добавили раствор вещества Y. В результате произошла реакция, которую описывает сокращённое ионное уравнение OH – + H + = H 2 O. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид калия;
2) угольная кислота;
3) серная кислота;
4) гидроксид бария;
5) гидроксид натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В результате взаимодействия раствора сульфата меди(II) с железом образовалась соль X. Эту соль нагрели с концентрированной серной кислотой, в результате чего образовалась новая соль Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) FeS;
2) CuS;
3) FeSO 4 ;
4) FeSO 3 ;
5) Fe 2 (SO 4) 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
К раствору хлорида железа(III) прилили раствор сульфида натрия, в результате чего выпал осадок. На полученный осадок подействовали раствором серной кислоты, при этом часть осадка X растворилась. Нерастворившаяся часть осадка Y имела жёлтый цвет. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) FeS;
2) Fe(OH) 2 ;
3) Fe 2 S 3 ;
4) S;
5) Fe(OH) 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Хлорид железа(III) добавили к раствору гидроксида натрия, при этом выпал осадок X. Осадок отделили и растворили в иодоводородной кислоте. При этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Fe(OH) 2 ;
2) Fe(OH) 3 ;
3) FeI 3 ;
4) I 2 ;
5) NaCl;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Через раствор гидроксида натрия пропустили избыток углекислого газа. Полученное при этом вещество X выделили из раствора, высушили и прокалили. При это образовалось твердое вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Na 2 CO 3 ;
2) NaHCO 3 ;
3) HCOONa;
4) Na 2 O 2 ;
5) Na 2 O.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В одну пробирку с раствором хлорида меди(II) добавили вещество X, и в результате реакции наблюдали образование осадка красного цвета. В другую пробирку с раствором хлорида меди(II) добавили раствор вещества Y. В результате реакции образовалась нерастворимая соль. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) цинк;
2) оксид цинка;
3) бромид калия;
4) фторид серебра;
5) серебро.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В одну из пробирок с раствором сульфата железа (III) добавили несколько капель раствора соли X, а в другую – раствор вещества Y. В результате в каждой из пробирок наблюдалось выпадение бурого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) BaCl 2 ;
2) NH 3 ;
3) Cu(OH) 2 ;
4) K 2 CO 3 ;
5) AgNO 3 ;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
К одной из пробирок с соляной кислотой добавили раствор соли Х, а к другой – вещество Y. В результате в каждой из пробирок наблюдалось выделение бесцветного газа без запаха. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
Бесцветный ярко сине-голубой
Аналитические признаки веществ и аналитические реакции
При проведении качественного и количественного анализа используют аналитические признаки веществ и аналитические реакции.
Аналитические признаки – такие свойства анализируемого вещества или продуктов его превращения, которые позволяют судить о наличии в нем тех или иных компонентов. Характерные аналитические признаки - цвет, запах, угол вращения плоскости поляризации света, радиоактивность, способность к взаимодействию с электромагнитным излучением (например, наличие характеристических полос в ИК-спектрах поглощения или максимумов в спектрах поглощения в видимой и УФ-области спектра) и др.
Аналитическая реакция - химическое превращение анализируемого вещества при действии аналитического реагента с образованием продуктов с заметными аналитическими признаками. В качестве аналитических реакций чаще всего используют реакции образования окрашенных соединений, выделение или растворение осадков, газов, образование кристаллов характерной формы, окрашивание пламени газовой горелки, образование соединений, люминесцирующих в растворах и др. На результаты проведения аналитических реакций влияют температура, концентрация растворов, рН среды, присутствие других веществ (мешающих, маскирующих, катализирующих процессы) и т.д.
Проиллюстрируем сказанное некоторыми примерами.
Образование окрашенных соединений. Ионы меди Сu 2+ в водных растворах, в которых они существуют в форме почти бесцветных (бледно голубоватых) аквкомплексов 2+ , при взаимодействии с аммиаком образуют растворимый комплекс (аммиакат) 2+ яркого сине-голубого, окрашивающий раствор в тот же цвет:
2+ + 4NH 3 = 2+ + п Н 2 О
С помощью этой реакции можно идентифицировать (обнаружить) ионы меди Си 2+ в водных растворах.
Если в водном растворе присутствуют бесцветные (бледно желтые) ионы трехвалентного железа Fe 3+ (также в форме аквокомплекса 3+), то при введении тиоцианат-ионов (роданид-ионов) NCS – , раствор окрашивается в интенсивный цвет вследствие образования комплексов 3– n красного цвета:
3+ + п NCS – = 3– n + п Н 2 О
где п < или = 6. При этом, в зависимости от отношения концентраций 3+ и NCS – , образуется равновесная смесь комплексов с п = 1; 2; 3; 4; 5; 6. Все они окрашены в красный цвет. Эта реакция используется для открытия (обнаружения) ионов железа (Ш).
Заметим, что индивидуальные многозарядные ионы, например, Сu 2+ ,Fe 2+ , Fе 3+ , Со 3+ , Ni 2+ и т.д., так же, как и ионы водорода Н + (т.е. протоны – ядра атома водорода), в водных растворах в обычных условиях существовать не могут, так как они термодинамически неустойчивы и взаимодействуют с молекулами воды или с другими частицами с образованием аквокомплексов (или комплексов иного состава):
М m + + п Н 2 О = [М(Н 2 О) n ] m + (аквокомплекс)
H + + Н 2 О = H 3 О + (ион гидроксония)
В дальнейшем для краткости в химических уравнениях не всегда будем указывать молекулы воды, входящие в состав аквокомплексов, помня, однако, что на самом деле в реакциях в растворах участвуют соответствующие аквокомплексы, а не «голые» катионы металлов или водорода. Так, для простоты, будем писать Н + , Сu 2+ , Fe 2+ и т. д. вместо более правильного Н 3 О + , 2+ , 3+ , соответственно, и т.д.
Выделение или растворение осадков. Ионы Ва 2+ , присутствующие в водном растворе, можно осадить, прибавляя раствор, содержащий сульфат-ионы SO 4 2+ , в форме малорастворимого белого осадка сульфата бария:
Ва 2+ + SO 4 2+ = BaSO 4 . ↓ (белый осадок)
Аналогичная картина наблюдается при осаждении ионов кальция Са 2+ растворимыми карбонатами:
Са 2+ + СО 3 2– → СаСО 3 ↓ (белый осадок)
Белый осадок карбоната кальция растворяется при действии кислот, по схеме:
СаСО 3 + 2НС1 → СаС1 2 + СО 2 +Н 2 О
При этом выделяется газообразный диоксид углерода.
Хлороплатинат-ионы 2– образуют осадки желтого цвета при прибавлении раствора, содержащего катионы калия K + или аммония NH + . Если на раствор хлороплатината натрия Na 2 (эта соль довольно хорошо растворима в воде) подействовать раствором хлорида калия КСl или хлорида аммония NH 4 C1, то выпадают желтые осадки гексахлороплатината калия К 2 или аммония (NH 4) 2 , соответственно (эти соли мало растворимы в воде):
Na 2 + 2КС1 → К 2 ↓ +2NaCl
Na 2 + З NH 4 C1 → (NH 4) 2 ↓ +2NaCl
Реакции с выделением газов (газовыделительные реакции). Выше уже приводилась реакция растворения карбоната кальция в кислотах, при которой выделяется газообразный диоксид углерода. Укажем еще на некоторые газовыделительные реакции.
Если к раствору какой-либо соли аммония прибавить щелочь, то выделяется газообразный аммиак, что можно легко определить по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой бумаги:
NH 4 + + ОН – = NН 3 Н 2 0 → NН 3 + Н 2 0
Эта реакция используется как в качественном, так и в количественном анализе.
Сульфиды при действии кислот выделяют газообразный сероводород:
S 2– + 2H + → H 2 S
что легко ощущается по специфическому запаху тухлых яиц.
Образование характерных кристаллов (микрокристаллоскопические реакции). Ионы натрия Na + в капле раствора при взаимодействии с гексагидроксостибат(V)-ионами -- образуют белые кристаллы гексагидроксостибата(V) натрия Na характерной формы:
Na + + -- = Na
Форма кристаллов хорошо видна при рассмотрении их под микроскопом. Эта реакция иногда используется в качественном анализе для открытия катионов натрия.
Ионы калия К + при реакции в нейтральных или уксуснокислых растворах с растворимым гексанитрокупратом(П) натрия и свинца Na 2 Pb образуют черные (или коричневые) кристаллы гексанитрокупрата(П) калия и свинца К 2 Рb[Сu(N0 2) 6 ] характерной кубической формы, которые также можно увидеть при рассмотрении под микроскопом. Реакция протекает по схеме:
2К + + Na 2 Pb = К 2 Рb[Сu(N0 3) 6 ] + 2Na +
Она применяется в качественном анализе для обнаружения (открытия ) катионов калия. Микрокристаллоскопический анализ впервые ввел в аналитическую практику в 1794 – 1798 гг. член Петербургской академии наук Т.Е. Ловиц.
Окрашивание пламени газовой горелки. При внесении соединений некоторых металлов в пламя газовой горелки наблюдается окрашивание пламени в тот или иной цвет в зависимости от природы металла. Так, соли лития окрашивают пламя в карминово-красный цвет, соли натрия – в желтый, соли калия – в фиолетовый, соли кальция – в кирпично-красный, соли бария – в желто-зеленый и т.д.
Это явление можно объяснить следующим образом. При введении в пламя газовой горелки соединения данного металла (например, его соли) это соединение разлагается. Атомы металла, образующиеся при термическом разложении соединения, при высокой температуре пламени газовой горелки возбуждаются, т.е., поглощая определенную порцию тепловой энергии, переходят в какое-то возбужденное электронное состояние, обладающее большей энергией по сравнению с невозбужденным (основным) состоянием. Время жизни возбужденных электронных состояний атомов ничтожно мало (очень малые доли секунды), так что атомы практически мгновенно возвращаются в невозбужденное (основное) состояние, испуская поглощенную энергию в виде светового излучения с той или иной длиной волны, зависящей от разности энергии между возбужденным и основным энергетическими уровнями атома. Для атомов разных металлов эта разность энергий неодинакова и соответствует световому излучению определенной длины волны. Если это излучение лежит в видимой области спектра (в красной, желтой, зеленой или какой-то другой ее части), то человеческий глаз фиксирует ту или иную окраску пламени горелки. Окрашивание пламени - кратковременно, так как атомы металла уносятся с газообразными продуктами горения.
Окрашивание пламени газовой горелки соединениями металлов используется в качественном анализе для открытия катионов металлов, дающих излучение в видимой области спектра. На этой же физико-химической природе основаны и атомно-абсорбционные (флуоресцентные) методы анализа элементов.
В табл. 3.1 приведены примеры цветов пламени горелки от некоторых элементов.
1) Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
2) Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
| Показать | |
|---|---|
Ca 3 (PO 4) 2 → P → P 2 O 5 →Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 → BaHPO 4 или Ba(H 2 PO 4) 2 Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 → 3CaSiO 3 + 2P + 5CO |
|
3) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
4) На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
5) Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
| Показать | |
|---|---|
Al(OH) 3 ←AlCl 3 ←Al 2 S 3 → H 2 S → PbS →PbSO 4 Al 2 S 3 + 6HCl → 3H 2 S + 2AlCl 3 |
|
6) Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
7) Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка - добавили раствор нитрата серебра.
8) Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
| Показать | |
|---|---|
Cr 2 O 3 → KCrO 2 → K →K 2 CrO 4 →K 2 Cr 2 O 7 → Cr 2 (SO 4) 3 Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 2 + H 2 O |
|
9) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
10) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.
11) Оксид меди(II) нагрели в токе угарного газа. Полученное вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции растворили в воде. Полученный раствор разделили на две части. К одной части добавили раствор иодида калия, ко второй – раствор нитрата серебра. И в том и в другом случае наблюдали образование осадка. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
12) Нитрат меди прокалили, образовавшееся твердое вещество растворили в разбавленной серной кислоте. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившееся на катоде вещество растворили в концентрированной азотной кислоте. Растворение протекало с выделением бурого газа. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
13) Железо сожгли в атмосфере хлора. Полученное вещество обработали избытком раствора гидроксида натрия. Образовался бурый осадок, который отфильтровали и прокалили. Остаток после прокаливания растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
14) Порошок металлического алюминия смешали с твердым иодом и добавили несколько капель воды. К полученной соли добавили раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Образовавшийся осадок растворили в соляной кислоте. При последующем добавлении раствора карбоната натрия вновь наблюдали выпадение осадка. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
15) В результате неполного сгорания угля получили газ, в токе которого нагрели оксид железа(III). Полученное вещество растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Образовавшийся раствор соли подвергли электролизу. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
16) Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали азотной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причем выделился бурый газ. Напишите уравнения четырех описанных реакций.
17) Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора, при этом выделился бесцветный газ. Сжиганием железа в атмосфере этого газа была получена железная окалина. Её растворили в избытке соляной кислоты. К полученному при этом раствору добавили раствор, содержащий дихромат натрия и соляную кислоту.
| Показать | |
|---|---|
1) 2КClО 3 → 2КСl + 3О 2 2) ЗFe + 2O 2 → Fе 3 O 4 3) Fе 3 O 4 + 8НСІ → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4Н 2 О 4) 6 FeCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + 14 НСІ → 6 FeCl 3 + 2 CrCl 3 + 2NaCl + 7Н 2 О 18) Железо сожгли в хлоре. Полученную соль добавили к раствору карбоната натрия, при этом выпал бурый осадок. Этот осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество растворили в иодоводородной кислоте. Напишите уравнения четырех описанных реакций. 1) 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 2)2FeCl 3 +3Na 2 CO 3 →2Fe(OH) 3 +6NaCl+3CO 2 3) 2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O 4) Fe 2 O 3 + 6HI → 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O |
|
19) Раствор иодида калия обработали избытком хлорной воды, при этом наблюдали сначала образование осадка, а затем – его полное растворение. Образовавшуюся при этом иодосодержащую кислоту выделили из раствора, высушили и осторожно нагрели. Полученный оксид прореагировал с угарным газом. Запишите уравнения описанных реакций.
20) Порошок сульфида хрома(III) растворили в серной кислоте. При этом выделился газ и образовался окрашенный раствор. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, а газ пропустили через нитрата свинца. Полученный при этом черный осадок побелел после обработки его пероксидом водорода. Запишите уравнения описанных реакций.
21) Порошок алюминия нагрели с порошком серы, полученное вещество обработали водой. Выделившийся при этом осадок обработали избытком концентрированного раствора гидроксида калия до его полного растворения. К полученному раствору добавили раствор хлорида алюминия и вновь наблюдали образование белого осадка. Запишите уравнения описанных реакций.
22) Нитрат калия нагрели с порошкообразным свинцом до прекращения реакции. Смесь продуктов обработали водой, а затем полученный раствор профильтровали. Фильтрат подкислили серной кислотой и обработали иодидом калия. Выделившееся простое вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой. В атмосфере образовавшегося при этом бурого газа сожгли красный фосфор. Запишите уравнения описанных реакций.
23) Медь растворили в разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали серной кислотой до появления характерной голубой окраски солей меди. Запишите уравнения описанных реакций.
| Показать | |
|---|---|
1)3Cu+8HNO 3 →3Cu(NO 3) 2 +2NO+4H 2 O 2)Cu(NO 3) 2 +2NH 3 H 2 O→Cu(OH) 2 + 2NH 4 NO 3 3)Cu(OH) 2 +4NH 3 H 2 O →(OH) 2 + 4H 2 O 4)(OH) 2 +3H 2 SO 4 → CuSO 4 +2(NH 4) 2 SO 4 + 2H 2 O |
|
24) Магний растворили в разбавленной азотной кислоте, причем выделение газа не наблюдалось. Полученный раствор обработали избытком раствора гидроксида калия при нагревании. Выделившийся при этом газ сожгли в кислороде. Запишите уравнения описанных реакций.
25) Смесь порошков нитрита калия и хлорида аммония растворили в воде и раствор осторожно нагрели. Выделившийся газ прореагировал с магнием. Продукт реакции внесли в избыток раствора соляной кислоты, при этом выделение газа не наблюдалось. Полученную магниевую соль в растворе обработали карбонатом натрия. Запишите уравнения описанных реакций.
26) Оксид алюминия сплавили с гидроксидом натрия. Продукт реакции внесли в раствор хлорида аммония. Выделившийся газ с резким запахом поглощен серной кислотой. Образовавшуюся при этом среднюю соль прокалили. Запишите уравнения описанных реакций.
27) Хлор прореагировал с горячим раствором гидроксида калия. При охлаждении раствора выпали кристаллы бертолетовой соли. Полученные кристаллы внесли в раствор соляной кислоты. Образовавшееся простое вещество прореагировало с металлическим железом. Продукт реакции нагрели с новой навеской железа. Запишите уравнения описанных реакций.
28) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение. Полученный раствор обработали избытком соляной кислоты. Запишите уравнения описанных реакций.
29) Железо растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Полученную соль обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
30) В результате неполного сгорания угля получили газ, в токе которого нагрели оксид железа(ІІІ). Полученное вещество растворили в горячей концентрированной серной кислоте. Образовавшийся раствор соли обработали избытком раствора сульфида калия.
31) Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причём выделился бурый газ.
32) Серу сплавили с железом. Продукт реакции обработали соляной кислотой. Выделившийся при этом газ сожгли в избытке кислорода. Продукты горения поглотили водным раствором сульфата железа(ІІІ).
