Інші завдання дивись тут...

Обладнання: штатив із пробірками.

Реактиви: розчини HCl, H₂SO₄, NaOH, Ca(OH)₂, FeSO₄, Na₂SO₃, Na₂SiO₃, AgNO₃, NaCl, Mg(NO₃)₂, правильно ще BaCl₂, лакмусу або метилоранжу, порошок CaCO₃.

Завдання 1

Визначте необхідні реактиви та здійсніть реакції, яким відповідають такі йонно-молекулярні рівняння:

а) H⁺ + OH^– = H₂O;

Реакція нейтралізації відбувається між основою і кислотою з утворенням солі та води.

Реактиви: розчини NaOH, HCl, H₂SO₄, індикатори лакмус або метилоранж.

Про хід реакції свідчить зміна забарвлення індикаторів. У розчині лугу лакмус є синім і метилоранж - жовтим. При додаванні кислоти до повної нейтралізації лугу утворюється сіль і вода, зникає луг, тому індикатори набувають кольору нейтрального середовища: лакмус стає фіолетовим, а метилоранж - оранжевим. 

1. NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- = Na⁺ + Cl^- + H₂O

H⁺ + OH^- = H₂O

2. 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O

2Na⁺ + 2OH^- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2Na⁺ + SO₄^2-+ 2H₂O

2H⁺ + 2OH^- = 2H₂O

H⁺ + OH^- = H₂O

Хімічна суть реакцій нейтралізації полягає у сполученні йонів H⁺ і OH^– у молекулу слабкого електроліту — води. 

б) Fe²⁺ + 2OH^– = Fe(OH)₂↓;

Нерозчинні у воді основи добувають дією лугів на водні розчини відповідних солей. 

Реактиви: розчини FeSO₄, NaOH.

У результаті реакції утворюється синьо-зелений пластівчастий осад ферум (ІІ) гідроксиду.

FeSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Fe(OH)₂↓

Fe²⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^- = 2Na⁺ + SO₄^2- + Fe(OH)₂↓

Fe²⁺ + 2OH^– = Fe(OH)₂↓;

в) CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O;

Реакції обміну можуть відбуватися навіть за участі нерозчинних у воді солей, якщо вони утворені слабкими кислотами (карбонатів, сульфітів і деяких сульфідів). 

Реактиви: розчини CaCO₃, HCl.

У результаті реакції виділяється велика кількість вуглекислого газу, що нагадує "закипання" рідини.

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

CaCO₃ + 2H⁺ + 2Cl^- = Ca²⁺ + 2Cl^- + + CO₂↑ + H₂O

СaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O 

г) SO₃^2- + 2H⁺ = SO₂↑ + H₂O

Реакції обміну можуть відбуватися навіть за участі нерозчинних у воді солей, якщо вони утворені слабкими кислотами (карбонатів, сульфітів і деяких сульфідів). 

Реактиви: розчини Na₂SO₃, HCl, H₂SO₄

У результаті реакції виділяється газ із характерним задушливим запахом палених сірників.

1. Na₂SO₃ + 2HCl = SO₂↑ + 2NaCl + H₂O

2Na⁺ + SO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2Na²⁺ + 2Cl^- + SO₂↑ + H₂O 

2H⁺ + SO₃^2- =  SO₂↑ + H₂O 

2. Na₂SO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ +  H₂O

2Na⁺ + SO₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2-= 2Na²⁺ + SO₄^2- + SO₂↑ + H₂O 

2H⁺ + SO₃^2- = SO₂↑ + H₂O 

д) Ca(OH)₂ +  SiO₃^2- = CaSiO₃↓ + 2OH^-.

Реактиви: розчини Na₂SiO₃, Сa(OH)₂ (кальцій гідроксид - сильна основа, виявляє всі властивості лугів).

У результаті реакції утворюється безбарвний кристалічний осад кальцій силікату.

Ca(OH)₂ + Na₂SiO₃^2- = CaSiO₃↓ + 2NaOH

Ca²⁺ + 2OH- + 2Na⁺ + SiO₃^2- = CaSiO₃↓ + 2Na⁺ + 2OH^-

Ca²⁺ + SiO₃^2- = CaSiO₃↓

Завдання 2

Запропонуйте, у який спосіб можна довести наявність кожного з йонів у розчині хлоридної кислоти.

Реактиви: розчини HCl, AgNO₃, індикатори лакмус або метиловий оранжевий.

Проведення експерименту.

1 крок.

Уміст пробірки розділяємо на дві порції.

2 крок.

Виявити йони Гідрогену Н⁺ у розчині кислоти можна за допомогою індикаторів. До вмісту пробірки першої порції  додаємо індикатори. Лакмус і метилоранж стають червоними.

3 крок

Виявлення хлорид-іонів Cl^- у розчині хлоридної кислоти здійснюють за допомогою йонів Аргентуму Ag⁺, наявних у розчині аргентум (І) нітрату. До вмісту пробірки другої порції додаємо 2-3 краплі цього розчину.

Ознака якісної реакції: утворення білого сирнистого осаду AgCl↓, що не розчиняється в нітратній кислоті.

AgNO₃ + HCl = HNO₃ + AgCl↓

Ag⁺+ NO₃^- + H⁺ + Cl^- = H⁺ + NO₃^- + AgCl↓

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

Результати експериментальних досліджень оформлюємо у вигляді таблиці: 

Завдання 3

У п’ятьох пронумерованих пробірках містяться розчини таких речовин: хлоридна кислота, натрій хлорид, натрій сульфат, натрій гідроксид та магній нітрат. Запропонуйте схему аналізу, за допомогою якого можна визначити вміст кожної пробірки, використовуючи не більше трьох реактивів. Здійсніть хімічні реакції та визначте, в якій пробірці міститься яка речовина. Складіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній та скороченій йонно-молекулярній формах.

Реактиви: розчини HCl, NaCl, Na₂SO₄, NaOH, AgNO₃, BaCl₂, індикатори лакмус або метилоранж.

Проведення експерименту.

1 крок.

Оскільки з кожною речовиною необхідно провести щонайменше три реакції, то вміст кожної пробірки розділяємо на три порції. 

2 крок.

За допомогою індикаторів можна виявити наявність лугу чи кислоти у їх водних розчинах.

Випробуємо вміст кожної пробірки першої порції лакмусом або метиловим оранжевим. Спостерігаємо зміну забарвлення індикаторів. У першій пробірці лакмус стає синім і метилоранж - жовтим, а у другій пробірці  лакмус і метилоранж стають червоними. У решти пробірках індикатори не змінюють свого забарвлення. Отже, у пробірці №1 міститься натрій гідроксид, а у пробірці №2 - хлоридна кислота.

3 крок.

Якісною реакцією на хлориди є дія розчину аргентум (І) нітрату, тому додаємо 2-3 краплі цього розчину до вмісту трьох пробірок другої порції. У першій пробірці спостерігаємо утворення білого сирнистого осаду AgCl↓, що не розчиняється у сильних кислотах. Отже, у пробірці №3 міститься натрій хлорид,  

AgNO₃ + NaCl = NaNO₃ + AgCl↓

Ag⁺ + NO₃^- + Na⁺ + Cl^- = Na⁺ + NO₃^- + AgCl↓

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

4 крок.

Якісною реакцією на сульфати є дія розчину барій хлориду, тому додаємо його у дві пробірки третьої порції. У першій пробірці  спостерігаємо утворення білого кристалічного осаду BaSO₄↓. Отже, у пробірці №4 міститься натрій сульфат,

NaSO₄ + BaCl₂ = NaCl₂ + BaSO₄↓

Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = Na⁺ + 2Cl^- + BaSO₄↓

Ba²⁺ + SO₄^- = BaSO₄l↓

Методом виключення робимо висновок, що у пробірці №5 міститься магній нітрат. 

Результати експериментальних досліджень оформлюємо у вигляді таблиці:   

ВИСНОВОК. Двом молекулярним рівнянням реакцій може відповідати одне скорочене йонно-молекулярне рівняння. З метою виявлення різних йонів у розчині, розпізнавання речовин здійснюють якісні реакції. Ознакою таких реакцій є характерний зовнішній ефект: утворення осаду, виділення певного газу, поява чи зміна забарвлення розчину.

Інші завдання дивись тут...