Вопрос 3.

При использовании металлических материалов, находящихся в контакте с водными растворами, возможно окисление, а следовательно, и разрушение металла под действием окислителей, которые могут находиться в растворе (кислоты, кислород и др.). В результате таких процессов в водном растворе появляется катион данного металла, обнаружение которого укажет на проходящий процесс его разрушения. В таблице 3.38 приведены анализируемые катионы, которые могут образоваться при окислении соответствующего металла в водном растворе.

А. Из набора ответов (1, 2 или 3) выберите ион-реактив, с помощью которого можно обнаружить, а следовательно, идентифицировать анализируемый катион. Для ответа используйте таблицу 3.39 (см. ниже).

Б. Напишите краткое ионно-молекулярное уравнение реакции между анализируемым катионом и ионом-реактивом. Объясните, почему данная реакция является качественной на анализируемый катион; что в ней является аналитическим сигналом (образование осадка, газа, окрашенного вещества) и отразите это в уравнении реакции около соответствующего вещества.

Таблица 3.38 – Тестовое задание 20 (Т-20)

Ва-ри- ант	Анализируемый катион	Ион-реактив на анализируемый катион (набор ответов)			Ва-ри- ант	Анализируемый катион	Ион-реактив на анализируемый катион (набор ответов)
		1	2	3			1	2	3
1	Al3+	NO3-	Cl-	OH-	19	Zn2+	PO43-	NO3-	SO42-
2	Fe3+	SO42-	SCN-	H+	20	Cu2+	S2-	CH3COO-	NO3-
3	Ni2+	S2-	Br-	SO42-	21	Pb2+	I-	CH3COO-	NO3-
4	Cr3+	OH-	NO3-	Cl-	22	Cu2+	OH-	Br-	Cl-
5	Fe3+	Cl-	[Fe(CN)6]4-	NO3-	23	Pb2+	NO3-	S2-	НSO4-
6	Mg2+	NO3-	Br-	PO43-	24	Fe2+	S-2	NO3-	I-
7	Ni2+	SO32-	SO42-	I-	25	Pb2+	NO3-	Cl-	CH3COO-
8	Mn2+	Br-	S2-	Cl-	26	Mn2+	НSO4-	SO32-	I-
9	Zn2+	SiO32-	NO3-	SO42-	27	Pb2+	CH3COOH	SO42-	NO3-
10	Fe2+	Cl-	NO3-	[Fe(CN)6]4-	28	Cr3+	PO43-	SO42-	Br-
11	Mn2+	SiO32-	SO42-	NO3-	29	Fe2+	SO42-	Br-	SiO32-
12	Co2+	Cl-	Br-	NH3	30	Mg2+	Br-	I-	CO32-
13	Sn2+	I-	Cl-	SO42-	31	Fe3+	SO42-	OH-	Br-
14	Zn2+	Cl-	S2-	I-	32	Cu2+	NO3-	PO43-	CH3COO-
15	Pb2+	CH3COO-	NO3-	Br-	33	Ni2+	OH-	CH3COO-	NO3-
16	Al3+	Cl-	PO43-	SO42-	34	Hg2+	NO3-	I-	Cl-
17	Fe2+	SO32-	SO42-	NO3-	35	Ag+	NO3-	CO32-	NH3
18	Sn2+	Br-	Cl-	S2-	36	Be2+	OH-	Cl-	NO3-

Таблица 3.39

Анионы

OH-

NO3-

SO42-

I-

Br-

Cl-

SO32-

PO43-

CH3COO-

CO32-

S2-

SiO32-

Катионы гидроксидов (оснований)

сильных

H+

р

р

р

р

р↑

р

р

р

р↑

р↑

бц

K+

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

Na+

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

Li+

р

р

р

р

р

р

р

бц

р

м

р

бц

Ba2+

р

р

бц

р

р

р

бц

бц

р

бц

р

бц

Ca2+

м

р

м

р

р

р

бц

бц

р

бц

р

бц

слабых

NH4+

р↑

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

–

Mg2+

бц

р

р

р

р

р

м

бц

р

бц

м

бц

Fe2+

бц

р

р

р

р

р

сер-зел

бц

р

бц

чер

сер

Ni2+

зел

р

р

р

р

р

зел

зел

р

н г

чер

гд

Mn2+

бц

р

р

р

р

р

бц

бц

р

бц

тел

тел

Ag+

–

р

м

ж

бж

бц

бц

ж

м

бж

чер

–

Hg2+

–

р

м г

кр

м

р

–

бц

р

н г

чер

–

амфотерных

Al3+

бц

р

р

р

р

р

гд

бц

р

гд

гд

гд

Cr3+

сер-зел

р

р

м

р

р

гол

зел

р

гд

гд

гд

Be2+

бц

р

р

р

р

р

гд

бц

н г

н г

гд

гд

Zn2+

бц

р

р

р

р

р

бц

бц

р

н г

бц

роз

Pb2+

бц

р

бц

ж

бж

бц

бц

бц

р

н г

чер

бц

Sn2+

бц

гд

р

ок

гд

р

–

бц

гд

гд

бур

гол

Fe3+

бур

р

р

–

р

р

–

бж

–

гд

–

гд

Cu2+

син

р

р

–

р

р

н г

гол

р

н г

чер

н г

Условные обозначения: р – растворимые; р↑ – летучие или распадаются с выделением газа; м – малорастворимые; н ^г и м ^г – осадок основной соли вследствие гидролиза; ГД – соль разлагается водой (гидролиз); прочерк (–) – вещество не существует.

Цвета осадков: бц – бесцветный; бж – бледно-желтый; бур – бурый; гол – голубой; ж – желтый; зел – зеленый; кр – красный; ок – оранжево-красный; роз – розовый; син – синий; сер-зел – серовато-зеленый; сер – серый; тел – телесный; чер – черный.

Задание 12. Жесткость воды и способы ее устранения (по разделам стандартов: растворы; растворы электролитов; вода; кислотно-основные свойства веществ; химическое равновесие в растворах; химическая идентификация)

Рекомендуемая литература: [1], § 7.1.1, 8.12, 37.2; [2], § 8.6, 12.3; [4], § 5, 8, 10; лекции.