Експериментальна задача 1
З’ясуйте, між розчинами яких речовин відбудеться реакція йонного обміну. Поясніть отримані результати. Підтвердіть пояснення відповідними молекулярними та йонними рівняннями реакцій.
Варіант 1:
а) магній хлорид і кальцій нітрат; Не відбудеться.
Суть реакцій йонного обміну полягає у зв’язуванні йонів з утворенням слабких електролітів чи неелектролітів, а обидва продукти цієї реакції добре розчинні у воді, тобто є сильними електролітами.
MgCl2 + Ca(NO3)2 = Mg(NO3)2 + CaCl2
Mg2+ + 2Cl- + Ca2+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl-
б) магній хлорид й арґентум (І) нітрат. Відбудеться.
Суть реакцій йонного обміну полягає у зв’язуванні йонів з утворенням слабких електролітів.
MgCl2 + 2AgNO3 = Mg(NO3)2 + 2AgCl↓
Mg2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + 2AgCl↓
2Ag+ + 2Cl- = 2AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Варіант 2: а) магній сульфат і барій нітрат; Відбудеться.
Суть реакцій йонного обміну полягає у зв’язуванні йонів з утворенням слабких електролітів.
MgSO4 + Ba(NO3)2 = Mg(NO3)2 + BaSO4↓
Mg2+ + SO42- + Ba2+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
б) калій нітрат і натрій карбонат. Не відбудеться.
Суть реакцій йонного обміну полягає у зв’язуванні йонів з утворенням слабких електролітів чи неелектролітів, а обидва продукти цієї реакції добре розчинні у воді, тобто є сильними електролітами.
2KNO3 + Na2CO3 = 2NaNO3 + K2CO3
2K+ + 2NO3- + 2Na+ + CO32- = 2Na+ + 2NO3- + 2K+ + CO32-
Варіант 3: а) ферум (ІІІ) хлорид й ортофосфатна кислота; Відбудеться.
Суть реакцій йонного обміну полягає у зв’язуванні йонів з утворенням слабких електролітів.
FeCl3 + H3PO4 = FePO4↓ + 3HCl
Fe3+ + 3Cl- + 3H+ + PO43- = FePO4↓ + 3H+ + 3Cl-
Fe3+ + PO43- = FePO4↓
б) ферум (ІІІ) хлорид і нітратна кислота. Не відбудеться.
Суть реакцій йонного обміну полягає у зв’язуванні йонів з утворенням слабких електролітів чи неелектролітів, а обидва продукти цієї реакції добре розчинні у воді, тобто є сильними електролітами.
FeCl3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3HCl
Fe3+ + 3Cl- + 3H+ + 3NO3- = Fe3+ + 3NO3- + 3H+ + 3Cl
Експериментальна задача 2
За допомогою реакції йонного обміну добудьте зазначені речовини. Обґрунтуйте вибір реагентів. Складіть відповідні молекулярні та йонні рівняння реакцій.
Варіант 1. Карбон (ІV) оксид. Сильна кислота витісняє слабшу (карбонатну) кислоту з розчину її солі. Слабка карбонатна кислота є нестійкою і розкладається на карбон (IV) оксид і воду.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
Варіант 2. Ферум (ІІІ) гідроксид. Нерозчинні у воді основи добувають дією лугу на розчини їх солей.
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl-
Fe3+ + 3OH = Fe(OH)3↓
Варіант 3. Кальцій ортофосфат.
3СaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl
3Сa2+ + 6Cl- + 6Na+ + 2PO43- = Ca3(PO4)2↓ + 6Na++ 6Cl-
3Сa2+ + 2PO43- = Ca3(PO4)2↓
Експериментальна задача 3
Здійсніть реакції йонного обміну за поданими схемами. Обґрунтуйте вибір реагентів. Складіть відповідні молекулярні та йонні рівняння реакцій.
Варіант 1. Натрій гідроксид -> натрій сульфат -> натрій хлорид.
NaOH -> Na2SO4 -> NaCl
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + H2O
2H+ + 2OH- = H2O
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓
2Na+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
Варіант 2. Хлоридна кислота -> натрій хлорид -> натрій нітрат.
HCl -> NaCl -> NaNO3
HCl + NaOH = NaCl + H2O
H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O
H+ + OH- = H2O
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl↓
Na+ + Cl- + Ag+ + NO3- = Na+ + NO3- + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Варіант 3. Купрум (ІІ) сульфат -> купрум (ІІ) хлорид -> купрум (ІІ) гідроксид.
CuSO4 -> CuCl2 -> Cu(OH)2
CuSO4 + BaCl2 = CuCl2 + BaSO4↓
Cu2+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = Cu2+ + 2Cl- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
CuCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Cu(OH)2↓
Cu2+ + 2Cl- + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + 2Cl- + Cu(OH)2↓
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2↓
Експериментальна задача 4
Розпізнайте кожну з трьох речовин, розчини яких містяться у пробірках без підписів. Складіть відповідні молекулярні та йонні рівняння реакцій.
Варіант 1. Барій хлорид, арґентум (І) нітрат, хлоридна кислота.
І спосіб
Вміст кожної пробірки розділяємо на дві порції.
Проведені дії |
ПРОБІРКА №1 |
ПРОБІРКА №2 |
ПРОБІРКА №3 |
1. Додаємо індикатор: лакмус |
змін не спостерігаємо |
змін не спостерігаємо |
червоний колір |
2. Додаємо розчину аргентум (І) нітрату |
білий сирнистий осад AgCl, що не розчиняється у сильних кислотах: BaCl2+2AgNO3=Ba(NO3)2+2AgCl↓
Ba2++2Cl-+2Ag++2NO3-= = Ba2++2NO3-+2AgCl↓
2Ag+ + 2Cl- = 2AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓ |
змін не спостерігаємо |
- |
ВИСНОВОК | BaCl2 | AgNO3 | HCl |
Варіант 2. Алюміній сульфат, сульфатна кислота, калій гідроксид.
І спосіб
Вміст кожної пробірки розділяємо на дві порції.
Проведені дії |
ПРОБІРКА №1 |
ПРОБІРКА №2 |
ПРОБІРКА №3 |
1. Додаємо розчину лугу: КOH |
білий сирнистий осад AgCl, що не розчи- няється у сильних кислотах: Al2(SO4)3+6KOH= =2Al(OH)3↓+3K2SO4
2Al3++3SO42-+6K++6OH-= =2Al(OH)3↓+6K++3SO42-
2Al3++ 6OH-= 2Al(OH)3↓ Al3++ 3OH-= Al(OH)3↓ |
змін не спостерігаємо |
змін не спостерігаємо |
2. Додаємо розчину лугу: Ba(OH)2 |
- |
білий осад BaSO4, що не розчиняється у сильних кислотах H2SO4+Ba(OH)2= = BaSO4↓+H2O
2H++SO42-+Ba2++2OH-= = BaSO4↓ + H2O |
змін не спостерігаємо |
ВИСНОВОК | Al(OH)2 | H2SO4 | KOH |
ІІ спосіб
Проведені дії |
ПРОБІРКА №1 |
ПРОБІРКА №2 |
ПРОБІРКА №3 |
Додаємо індикатор: лакмус |
змін не спостерігаємо |
чорвоний колір |
синій колір |
Al(OH)3 | H2SO4 | KOH |
Варіант 3. Натрій силікат, натрій сульфат, натрій карбонат.
Проведені дії |
ПРОБІРКА №1 |
ПРОБІРКА №2 |
ПРОБІРКА №3 |
Додаємо розчину сильної кислоти: хлоридної |
драглистий осад: Na2SiO3 + 2HCl= =2NaCl + H2SiO3↓
2Na++SiO32-+2H++2Cl-= =2Na++2Cl-+H2SiO3↓
2H++SiO32-= H2SiO3↓ |
змін не спостерігаємо |
спостерігаємо виділення газу, що нагадує рідини: Na2CO3 + 2HCl= =2NaCl+H2O+CO2↑
2Na++CO32-+2H++2Cl-= =2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
2H++CO32-= H2O+CO2↑ |
Na2SiO3 | Na2SO4 | Na2CO3 |
Експериментальна задача 5
Доведіть якісний склад поданих речовин. Обґрунтуйте вибір реагентів. Складіть відповідні молекулярні та йонні рівняння реакцій.
Варіант 1. Барій хлорид.
BaCl2 = Ba2+ + 2Cl-
Барій хлорид складається з катіонів Барію Ba2+ та хлорид-аніонів Cl-. Для доведення його складу необхідно провести досліди, що виявлять наявність цих йонів.
Якісною реакцією на катіони Барію є сульфат-аніони SO42-, при цьому утворюється білий осад BaSO4↓, що не розчиняється у сильних кислотах. Отже, довести наявність катіонів Барію можна додаванням, наприклад, розчину натрій сульфату.
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl
Ba2+ + 2Cl- + 2Na+ + 2SO42- = BaSO4↓ + 2Na+ + 2Cl-
Ba2+ + 2SO42- = BaSO4↓
Якісною реакцією на хлорид-аніони є катіони Аргентуму Ag+, при цьому утворюється білий сирнистий осад AgCl↓, що не розчиняється у сильних кислотах. Отже, довести наявність хлорид-аніонів можна додаванням розчину аргентум (I) нітрату.
BaCl2 + 2AgNO3 = Ba(NO3)2 + 2AgCl↓
Ba2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- = Ba2+ + 2NO3- + 2AgCl↓
2Ag+ + 2Cl- = 2AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Варіант 2. Барій гідроксид.
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
Барій гідроксид складається з катіонів Барію Ba2+ та гідроксид-аніонів ОН-. Для доведення його складу необхідно провести досліди, що виявлять наявність цих йонів.
Якісною реакцією на катіони Барію є сульфат-аніони SO42-, при цьому утворюється білий осад BaSO4↓, що не розчиняється у сильних кислотах. Отже, довести наявність катіонів Барію можна додаванням, наприклад, розчину натрій сульфату.
Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaOH
Ba2+ + 2OH- + 2Na+ + 2SO42- = BaSO4↓ + 2Na+ + 2OHl-
Ba2+ + 2SO42- = BaSO4↓
Завдяки наявності аніонів ОН- розчини луги змінюють забарвлення індикаторів, наприклад, лакмусу. Оскільки лакмус стає синім, що відповідає лужному середовищу, то можна стверджувати про наявність гідроксид-аніонів у розчині барій гідроксиду.
Варіант 3. Сульфатна кислота.
H2SO4 = 2H+ + SO42-
Cульфатна кислота складається з катіонів Гідрогену Н+ та сульфат-аніонів SO42-. Для доведення її складу необхідно провести досліди, що виявлять наявність цих йонів.
Завдяки наявності катіонів Гідрогену Н+ розчини кислот змінюють забарвлення індикаторів (окрім фенолфталеїну), наприклад, лакмусу. Оскільки лакмус стає червоним, що відповідає кислому середовищу, то можна стверджувати про наявність катіонів Гідрогену в розчині сульфатної кислоти.
Якісною реакцією на сульфат-аніони SO42- є катіони Барію Ва2+, при цьому утворюється білий осад BaSO4↓, що не розчиняється у сильних кислотах. Отже, довести наявність сульфат-аніонів можна додаванням, наприклад, розчину барій нітрату.
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2HNO3
2H+ + SO42-+ Ba2+ + 2NO3- = BaSO4↓ + 2H+ + 2NO3-
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓