Решение
Раствор сульфата меди (II) отличается от двух других растворов голубым цветом. Оставшиеся растворы можно распознать по их отношению к сульфату меди (II). Раствор гидроксида натрия образует с ним голубой осадок Сu(ОН)2:
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4,
тогда как сульфат магния с сульфатом меди не реагирует:
CuSO4 + MgSO4 ≠ .
Задача 18. Даны следующие вещества: гидроксид натрия, соляная кислота, фторид аммония, нитрат серебра. Напишите уравнения всех возможных реакций, протекающих попарно между предложенными веществами в водном растворе.
Решение
Переберем все возможные пары веществ:
1) NaOH + HCl. Реакция идет, так как сильное основание NаОН реагирует с сильной кислотой НСl. Признак реакции – образование слабого электролита Н2О:
NaOH + НСl = NaCl + Н2О.
2) NaOH + NH4F. Реакция идет, так как образуется газ – аммиак:
NaOH + NH4F = NaF + NH3↑ + H2O.
3) NaOH + AgNO3. Реакция идет, так как образуется осадок Ag2O (но не AgOH, который неустойчив и в водном растворе распадается на Ag2O и Н2О):
2NaOH + 2AgNO3 = 2NaNO3 + Ag2O↓ + H2O.
4) HCl + NH4F. Реакция идет, так как сильная кислота (НСl) вытесняет слабую (HF) из ее соли (NH4F). Признак реакции – образование слабого электролита HF:
НСl + NH4F = HF + NH4Cl.
5) НСl + AgNO3. Реакция идет, так как образуется осадок AgCl:
НСl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3.
6) NH4F + AgNO3. Реакция не идет, так как оба возможных продукта реакции (AgF и NH4NO3) растворимы в воде и являются сильными электролитами. Ни одного признака ионной реакции нет, а значит, нет и самой реакции.
Таким образом, возможно протекание пяти реакций.
Задача 19. Вычислите растворимость гидроксида магния, если ПР его равно 6,0·10–10.
Решение
Составим уравнение диссоциации гидроксида магния:
Mg(OH)2 ⇄ Mg2+ +2OH– (1)
х х 2х
ПРMg(OH)
= [Mg2+]
· [OH–]2 (2)
Обозначим молярную растворимость гидроксида магния через х моль/л.
При диссоциации х моль Mg(OH)2 образуется х моль ионов Mg2+ и 2 х моль ионов ОН–.
Подставив эти значения в уравнение (2), исходим х – растворимость гидроксида магния в молях на литр:
ПРMg(OH) = x · (2x)2 = 4x3
x
=
=
= 5,31·10–4
(моль/л)
Вычислим растворимость гидроксида магния в г/л, зная, что его молярная масса равна 58,33 г/моль:
s = 58,33 · 5,31·10–4 = 3,1·10–2 (г/л).
Задача 20. Выпадет ли осадок хлорида свинца при смешивании равных объемов 0,1 М раствора нитрата свинца и хлорида натрия? ПРPbCl = 1,6·10–5.
Решение
Запишем уравнение предполагаемой реакции:
Pb(NO3)2 + 2NaCl = PbCl2 + 2NaNO3
После смешивания равных объемов обоих растворов общий объем увеличится в 2 раза, а концентрации солей нитрата свинца и хлорида натрия уменьшатся в 2 раза, т. е. станут равны 0,05 моль/л = 5·10–2 моль/л.
Учитывая,
что каждый моль нитрата свинца при
диссоциации образует 1 моль ионов Pb2+,
а каждый моль хлорида натрия – 1 моль
ионов С1–,
находим: [Pb2+]
= 5·10–2
моль/л; [С1–]
= 5·10–2
моль/л.
Осадок труднорастворимого электролита хлорида свинца образуется, если ионное произведение превысит величину его ПР:
[Pb2+] · [Сl–]2 > ПРPbCl
В данном случае [Pb2+] · [Сl–]2 = 5·10–2 · (5·10–2)2 = 1,25·10–4. Так как 1,25·10–4 > 1,6·10–5, то осадок образуется.
Задача 21. Произведение растворимости сульфата стронция равно 2,8·10–7. Рассчитайте растворимость этой соли в молях в литре воды.