Задачи на распознавание кислот и солей

Пример 1. Одну из двух совершенно одинаковых полулитровых склянок заполнили концентрированной серной кислотой, другую – соляной кислотой и при этом забыли пометить надписями содержимое склянок. Как, не вынимая пробок, определить, какой из кислот заполнена каждая склянка?

Решение.

Провести какой бы то ни было химический процесс для определения кислот, не вынимая пробок, не представляется возможным. Поэтому необходимо найти такое свойство или действие, которое позволит четко распознать данные вещества. Самый простой способ – взвешивание склянок, основанное на разнице плотностей концентрированной серной и соляной кислот: ρ (95,72%-ного раствора H₂SO₄) = 1,835 г/см³, ρ (38,32%-ного раствора HCl) = 1,190 г/см³.

Масса полулитровой склянки с концентрированной серной кислотой будет значительно большей по сравнению с массой такой же склянки с соляной кислотой.

Пример 2. Имеется три банки с кристаллическими веществами без надписей. В одной из них содержится хлорид натрия, в другой – бромид натрия, в третьей – иодид натрия. Опишите последовательность действий для определения, какая соль содержится в каждой банке?

Решение.

По внешнему виду отличить данные соли нельзя. Все они представляют бесцветные кристаллические вещества. Для распознавания можно растворить соли в воде и в полученных растворах определить галогенид-ионы.

Групповым реагентом на галогениды является нитрат серебра. При добавлении раствора нитрата серебра к растворам, содержащим хлорид-, бромид- и иодид-ионы происходит выпадение осадков, различных по цвету:

NaCl + AgNO₃ = NaNO₃ + AgCl↓ Ag⁺ + Cl^– = AgCl↓ (белый);

NaBr + AgNO₃ = NaNO₃ + AgBr↓ Ag⁺ + Br^– = AgBr↓ (желтоватый);

NaI + AgNO₃ = NaNO₃ + AgI↓ Ag⁺ + I^– = AgI↓ (желтый).

По цвету образовавшихся осадков определяем, какая соль содержалась в каждой банке.

Пример 3. Ученик прилил к растворам соды и сульфата натрия, находящимся в пробирках избыток раствора хлорида бария. На вопрос учителя о том, в какой пробирке находился раствор сульфата натрия, ученик не мог ответить, так как спутал пробирки. При помощи какого простого опыта можно было бы дать ответ на вопрос учителя?

Решение.

Использование раствора хлорида бария для того, чтобы отличить сульфат от карбоната (кальцинированная сода – карбонат натрия Na₂CO₃, питьевая сода – гидрокарбонат натрия) нерационально, так как в обоих случаях наблюдается выпадение белого осадка:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = 2NaCl + BaSO₄↓ Ba²⁺ + SO = BaSO₄↓;

Na₂CO₃ + BaCl₂ = 2NaCl + BaCO₃↓ Ba²⁺ + CO = BaCO₃↓.

Чтобы отличить осадок сульфата бария от осадка карбоната бария, можно подействовать на осадки кислотой (например, соляной): сульфат бария в кислотах не растворяется, а карбонат бария растворим в кислотах, при этом выделяется углекислый газ:

BaCO₃ + 2HCl = BaCl₂ + H₂O + CO₂↑ CO + 2H⁺ = H₂O + CO₂↑

Можно было добавить кислоту и в первоначальные растворы, это бы значительно упростило распознавание, так как выделение газообразного оксида углерода (IV) при добавлении кислоты – качественная реакция на угольную кислоту и ее соли.

Примеры задач на распознавание кислот и солей смотри также в третьей части данного методического пособия.