Задания ЕГЭ по химии с решениями: Взаимосвязь различных классов неорганических веществ. Выделение газа Выделение бесцветного газа
В пробирку с раситвором соли Х добавили раствор вещества Y. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение S 2- + 2H + = H 2 S. Из предложенного перечня выберите вещества Х и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид натрия;
2) угольная кислота;
3) хлороводород;
4) сульфид железа (II);
5) сульфит калия;
В пробирку с раствором соли Х добавили раствор вещества У. В результате реакции наблюдали выпадение белого осадка,
1) нитрат калия;
2) хлорид бария;
З) хлороводородная кислота;
4) карбонат кальция;
5) серная кислота;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором соли натрия Х добавили раствор вещества У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение:
S 2- + Fe 2+ = FeS.
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид натрия;
2) сульфит натрия;
3) сероводород;
4) гидроксид железа (II);
5) сульфат железа (II);
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором соли Х добавили раствор вещества У. В результате реакции наблюдали выделение бесцветного газа. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфит калия;
2) гидроксид натрия;
З) сульфат железа(II);
4) хлороводород;
5) нитрат натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор кислоты У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение: OH — + H + = H 2 O.
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид натрия;
2) угольная кислота;
3) серная кислота;
4) гидроксид бария;
5) гидроксид калия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор соли У. В результате реакции наблюдали выпадение голубого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфат железа(II);
2) соляная кислота;
3) гидроксид натрия;
4) нитрат кальция;
5) сульфат меди (II).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с твёрдым, нерастворимым в воде веществом Х добавили раствор вещества У. В результате реакции наблюдали растворение твёрдого вещества без выделения газа. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) карбонат кальция;
2) гидроксид натрия;
З) сульфат бария;
4) серная кислота;
5) оксид меди(II).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор соли У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение: CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2 .
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У. которые могут вступать в описанную реакцию.
1) гидрокарбонат кальция;
2) гидроксид кальция;
3) уксусная кислота;
4) серная кислота;
5) карбонат натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором вещества Х добавили раствор соли У. В результате реакции наблюдали выпадение бурого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) хлорид меди(II);
2) соляная кислота;
3) гидроксид натрия;
4) нитрат натрия;
5) сульфат железа(III).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором кислоты Х добавили раствор вещества У. В результате произошла реакция, которую описывает следующее сокращённое ионное уравнение: SO 3 2- + 2H + = H 2 O + SO 2 .
Из предложенного перечня выберите вещества Х и У, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфат калия;
2) сероводородная кислота;
3) серная кислота;
4) сульфид аммония;
5) сульфит натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Цинк полностью растворили в концентрированном растворе гидроксида натрия. Образовавшийся прозрачный раствор вещества X выпарили, а затем прокалили. При этом образовалось твердое вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Na 2 ZnO 2 ;
2) Zn(OH) 2 ;
3) ZnO;
4) Na 2 ;
5) NaOH.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Раствор хлорида натрия смешали с раствором соли X. Выпавший белый осадок отделили, раствор выпарили, оставшуюся сухую соль прокалили на воздухе, при этом выделился бесцветный газ Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) AgNO 3 ;
2) HNO 3 ;
3) Na 2 CO 3 ;
4) CO 2 ;
5) O 2 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Нитрат алюминия прокалили. Полученное в результате твердое вещество X сплавили с избытком гидроксида калия. Полученный плав обработали избытком воды, при этом образовался прозрачный раствор вещества Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Al;
2) Al 2 O 3 ;
3) KAlO 2 ;
4) K;
5) K 3 AlO 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Гидроксид железа (II) обратали пероксидом. Полученное бурое вещество Х сплавили с твёрдым гидроксидом калия. Полученный плав, содержащий соль Y, обработали избытком воды, в результате чего вновь получили бурое вещество Х. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Fe 2 O 3 ;
2) Fe(OH) 3 ;
3) KFeO 2 ;
4) FeO;
5) K 3 FeO 3 ;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Гидроксид алюминия сплавили с гидроксидом калия. Полученную соль Х обработали избытком соляной кислоты, при этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) K;
2) KAlO 2 ;
3) K 3 AlO 3 ;
4) AlCl 3 ;
5) Al(ClO 4) 3 ;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Сульфит калия обработали соляной кислотой. Полученный газ Х поглотили избытком гидроксида кальция, при этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) H 2 S;
2) CaS;
3) Ca(HSO 3) 2 ;
4) SO 2 ;
5) CaSO 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В одну из пробирок с осадком гидроксида алюминия добавили сильную кислоту X, а в другую – раствор вещества Y. В результате в каждой из пробирок наблюдали растворение осадка. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) бромоводородная кислота;
2) гидросульфид натрия;
3) сероводородная кислота;
4) гидроксид калия;
5) гидрат аммиака.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Нитрат серебра прокалили. К образовавшемуся твёрдому остатку X добавили концентрированную азотную кислоту, при этом наблюдали интенсивное выделение газа Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) оксид серебра(I);
2) нитрит серебра;
3) серебро;
4) оксид азота(II);
5) оксид азота(IV).
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Бромид серебра нагрели с порошком цинка. Полученную соль растворили в воде. В образовавшийся раствор по каплям добавляли раствор гидроксида калия. Сначала происходило выпадение белого осадка X, а затем при добавлении новой порции раствора гидроксида калия – его полное растворение с образованием вещества Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Ag;
2) ZnBr 2 ;
3) Zn(OH) 2 ;
4) K 2 ZnO 2 ;
5) K 2 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Хлорид фосфора(V) внесли в избыток раствора гидроксида бария. Выпавший осадок X отделили, высушили и прокалили с песком и углём, при этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Ba 3 (PO 4) 2 ;
2) BaHPO 4 ;
3) BaCl 2 ;
4) CO 2 ;
5) CO.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Дихромат натрия прореагировал с гидроксидом натрия. Полученное вещество X обработали серной кислотой, из образовавшегося раствора выделили вещество Y оранжевого цвета. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Na 2 Cr 2 O 7 ;
2) Na 2 CrO 4 ;
3) NaCrO 2 ;
4) Na 3 ;
5) Na 2 SO 4 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Сульфат меди(II) добавили к раствору хлорида бария. Выпавший осадок X отфильтровали. К оставшемуся раствору добавили иодид калия, при этом наблюдали образование осадка Y и изменение цвета раствора. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) BaSO 3 ;
2) BaSO 4 ;
3) CuI 2 ;
4) CuI;
5) KCl;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В пробирку с раствором щёлочи (вещество X) добавили раствор вещества Y. В результате произошла реакция, которую описывает сокращённое ионное уравнение OH – + H + = H 2 O. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.
1) сульфид калия;
2) угольная кислота;
3) серная кислота;
4) гидроксид бария;
5) гидроксид натрия.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В результате взаимодействия раствора сульфата меди(II) с железом образовалась соль X. Эту соль нагрели с концентрированной серной кислотой, в результате чего образовалась новая соль Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) FeS;
2) CuS;
3) FeSO 4 ;
4) FeSO 3 ;
5) Fe 2 (SO 4) 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
К раствору хлорида железа(III) прилили раствор сульфида натрия, в результате чего выпал осадок. На полученный осадок подействовали раствором серной кислоты, при этом часть осадка X растворилась. Нерастворившаяся часть осадка Y имела жёлтый цвет. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) FeS;
2) Fe(OH) 2 ;
3) Fe 2 S 3 ;
4) S;
5) Fe(OH) 3 .
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Хлорид железа(III) добавили к раствору гидроксида натрия, при этом выпал осадок X. Осадок отделили и растворили в иодоводородной кислоте. При этом образовалось вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Fe(OH) 2 ;
2) Fe(OH) 3 ;
3) FeI 3 ;
4) I 2 ;
5) NaCl;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Через раствор гидроксида натрия пропустили избыток углекислого газа. Полученное при этом вещество X выделили из раствора, высушили и прокалили. При это образовалось твердое вещество Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые соответствуют приведенному описанию.
1) Na 2 CO 3 ;
2) NaHCO 3 ;
3) HCOONa;
4) Na 2 O 2 ;
5) Na 2 O.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В одну пробирку с раствором хлорида меди(II) добавили вещество X, и в результате реакции наблюдали образование осадка красного цвета. В другую пробирку с раствором хлорида меди(II) добавили раствор вещества Y. В результате реакции образовалась нерастворимая соль. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) цинк;
2) оксид цинка;
3) бромид калия;
4) фторид серебра;
5) серебро.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
В одну из пробирок с раствором сульфата железа (III) добавили несколько капель раствора соли X, а в другую – раствор вещества Y. В результате в каждой из пробирок наблюдалось выпадение бурого осадка. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) BaCl 2 ;
2) NH 3 ;
3) Cu(OH) 2 ;
4) K 2 CO 3 ;
5) AgNO 3 ;
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
К одной из пробирок с соляной кислотой добавили раствор соли Х, а к другой – вещество Y. В результате в каждой из пробирок наблюдалось выделение бесцветного газа без запаха. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
Образование газообразного вещества
Na 2 S + 2HCl = H 2 S + 2NaCl
2Na + + S 2- + 2H + + 2Cl - = H 2 S + 2Na + + 2Cl -
Ионно-молекулярное уравнение реакции,
2H + + S 2- = H 2 S - краткая форма уравнения реакции.
Образование осадков
с образованием малорастворимых веществ:
а) NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl
Cl - + Ag + = AgCl - сокращенное ионно-молекулярное уравнение.
Реакции, в которых слабые электролиты или малорастворимые вещества входят в состав как продуктов, так и исходных веществ, протекают, как правило, не до конца, т.е. являются обратимыми. Равновесие обратимого процесса в этих случаях смещено в сторону образования наименее диссоциированных или наименее растворимых частиц .
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl
Молекулярное уравнение реакции,
Ba 2+ + 2Cl - + 2Na + + SO= BaSO 4 ↓ + 2Na + + 2Cl -
Ионно-молекулярное уравнение реакции,
Ba 2+ + SO = BaSO 4 ↓ - краткая форма уравнения реакции.
Условие образование осадка. Произведение растворимости
Абсолютно нерастворимых веществ нет. Большинство твердых веществ обладают ограниченной растворимостью. В насыщенных растворах электролитов малорастворимых веществ в состоянии динамического равновесия находятся осадок и насыщенный раствор электролита. Например, в насыщенном растворе сульфата бария, находящегося в контакте с кристаллами этого вещества, устанавливается динамическое равновесие:
BaSO 4 (т) = Ba 2+ (р) + SO 4 2- (р).
Для этого равновесного процесса можно написать выражение константы равновесия, учитывая, что концентрация твердой фазы не входит в выражение константы равновесия: Kp =
Эта величина называется произведением растворимости малорастворимого вещества (ПР). Таким образом, в насыщенном растворе малорастворимого соединения произведение концентраций его ионов в степени стехиометрических коэффициентов равно величине произведения растворимости. В рассмотренном примере
ПР BaSO4 = .
Произведение растворимости характеризует растворимость малорастворимого вещества при данной температуре: чем меньше произведение растворимости, тем хуже растворимо соединение. Зная произведение растворимости, можно определить растворимость малорастворимого электролита и содержание его в определенном объеме насыщенного раствора.
В насыщенном растворе сильного малорастворимого электролита произведение концентраций его ионов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам при данных ионах (при данной температуре), есть величина постоянная, называемая произведением растворимости .
Величина ПР характеризует сравнительную растворимость однотипных (образующих при диссоциации одинаковое количество ионов) веществ. Чем больше ПР данного вещества, тем больше его растворимость. Например:
В данном случае наименее растворимым является гидроксид железа (II).
Условие образования осадка :
X · y > ПР(K x A y).
Данное условие достигают введением одноименного иона в систему насыщенный раствор - осадок. Подобный раствор является пересыщенным относительно данного электролита, поэтому из него будет выпадать осадок.
Условие растворения осадка :
X · y < ПР(K x A y).
Это условие достигают, связывая один из ионов, посылаемых осадком в раствор. Раствор в данном случае - ненасыщенный . При введении в него кристаллов малорастворимого электролита они будут растворяться. Равновесные молярные концентрации ионов K y+ и A x- пропорциональны растворимости S (моль/л) вещества K x A y:
X· S и = y· S
ПР = (x· S) x · (y· S) y = x x · y y · S x+y
Полученные выше соотношения позволяют рассчитывать значения ПР по известной растворимости веществ (а, следовательно, и равновесные концентрации ионов) по известным значениям ПР при T = const.
В предложенном материале представлены методические разработки практических работ для 9-го класса: “Решение экспериментальных задач по теме “Азот и фосфор”, “Определение минеральных удобрений”, а также лабораторных опытов по теме “Реакции обмена между растворами электролитов”.
Реакции обмена между растворами электролитов
Методическая разработка состоит из трех частей: теория, практикум, контроль. В теоретической части приведены некоторые примеры молекулярных, полных и сокращенных ионных уравнений химических реакций, протекающих с образованием осадка, малодиссоциирующего вещества, выделением газа. В практической части даны задания и рекомендации для учащихся по выполнению лабораторных опытов. Контроль состоит из тестовых заданий с выбором правильного ответа.
Теория
1. Реакции, идущие с образованием осадка.
а) При взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом натрия образуется голубой осадок гидроксида меди(II).
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 .
Cu 2+ + + 2Na + + 2OH – = Cu(OH) 2 + 2Na + + ,
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 .
б) При взаимодействии хлорида бария с сульфатом натрия выпадает белый молочный осадок сульфата бария.
Молекулярное уравнение химической реакции:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = 2NaCl + BaSO 4 .
Полное и сокращенное ионные уравнения реакций:
Ba 2+ + 2Cl – + 2Na + + = 2Na + + 2Cl – + BaSO 4 ,
Ba 2+ + = BaSO 4 .
2.
При взаимодействии карбоната или гидрокарбоната натрия (пищевая сода) с соляной или другой растворимой кислотой наблюдается вскипание, или интенсивное выделение пузырьков газа. Это выделяется углекислый газ СО 2 , вызывающий помутнение прозрачного раствора известковой воды (гидроксида кальция). Известковая вода мутнеет, т.к. образуется нерастворимый карбонат кальция.
а) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2 ;
б) NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O;
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
а) 2Na + + + 2H + + 2Cl – = 2Na + + 2Cl – + CO 2 + H 2 O,
2H + = CO 2 + H 2 O;
б) Na + + + H + + Cl – = Na + + Cl – + CO 2 + H 2 O,
H + = CO 2 + H 2 O.
3. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего вещества.
При взаимодействии гидроксида натрия или калия с соляной кислотой или другими растворимыми кислотами в присутствии индикатора фенолфталеина раствор щелочи обесцвечивается, в результате реакции нейтрализации образуется малодиссоциирующее вещество H 2 O.
Молекулярные уравнения химических реакций:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
в) 3KOH + H 3 PO 4 = K 3 PO 4 + 3H 2 O.
Полные и сокращенные ионные уравнения реакций:
а) Na + + OH – + H + + Cl – = Na + + Cl – + H 2 O,
OH – + H + = H 2 O;
б) 2Na + + 2OH – + 2H + + = 2Na + + + 2H 2 O,
2OH – + 2H + = 2H 2 O;
в) 3K + + 3OH – +3H + + = 3K + + + 3H 2 O,
3OH – + 3H + = 3H 2 O.
Практикум
1. Реакции обмена между растворами электролитов, идущие с образованием осадка.
а) Провести реакцию между растворами сульфата меди(II) и гидроксида натрия. Написать молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения химических реакций, отметить признаки химической реакции.
б) Провести реакцию между растворами хлорида бария и сульфата натрия. Написать молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения химических реакций, отметить признаки химической реакции.
2. Реакции, идущие с выделением газа.
Провести реакции между растворами карбоната натрия или гидрокарбоната натрия (пищевая сода) с соляной или другой растворимой кислотой. Выделяющийся газ (используя газоотводную трубку) пропустить через прозрачную известковую воду, налитую в другую пробирку, до ее помутнения. Написать молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций, отметить признаки этих реакций.
3. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего вещества.
Провести реакции нейтрализации между щелочью (NaOH или KOH) и кислотой (HCl, HNO 3 или H 2 SO 4), предварительно поместив в раствор щелочи фенолфталеин. Отметить наблюдения и написать молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций.
Признаки , сопутствующие данным реакциям, можно выбрать из следующего перечня:
1) выделение пузырьков газа; 2) выпадение осадка; 3) появление запаха; 4) растворение осадка; 5) выделение тепла; 6) изменение цвета раствора.
Контроль (тест)
1. Ионное уравнение реакции, в которой образуется голубой осадок, – это:
а) Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ;
г) Al 3+ + 3OH – = Al(OH) 3 .
2. Ионное уравнение реакции, в которой выделяется углекислый газ, – это:
а) CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca 2+ + ;
б) 2Н + + SO 2- 3 = H 2 O + SO 2 ;
в) CO 2- 3 + 2H + = CO 2 + H 2 O;
г) 2H + + 2OH – = 2H 2 O.
3. Ионное уравнение реакции, в которой образуется малодиссоциирующее вещество, – это:
а) Ag + + Cl – = AgCl;
б) OH – + H + = H 2 O;
в) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 ;
г) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 .
4. Ионное уравнение реакции, в которой образуется белый осадок, – это:
а) Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ;
б) СuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ;
г) Ba 2+ + SO 2- 4 = BaSO 4 .
5. Молекулярное уравнение, которое соответствует сокращенному ионному уравнению реакции 3OH – + 3H + = 3H 2 O, – это:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
б) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
в) 3KOH + H 3 PO 4 = K 3 PO 4 + 3H 2 O;
г) Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + H 2 O.
6. Молекулярное уравнение, которое соответствует сокращенному ионному уравнению реакции
H + + = H 2 O + CO 2 , –
а) MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O;
б) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O;
в) NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O;
г) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
| Ответы. 1 -а; 2 -в; 3 -б; 4 -г; 5 -в; 6 -в. |
Решение экспериментальных задач по теме “Азот и фосфор”
Учащиеся при изучении нового материала по теме “Азот и фосфор” выполняют ряд опытов, касающихся получения аммиака, определения нитратов, фосфатов, солей аммония, приобретают определенные навыки и умения. В данной методической разработке приведены шесть заданий. Для выполнения практической работы достаточно трех заданий: одно – на получение вещества, два – по распознаванию веществ. При выполнении практической работы учащимся можно предложить задания в форме, которая облегчит им оформление отчета (см. задания 1, 2). (Ответы приведены для учителя.)
Задание 1
Получите аммиак и опытным путем докажите его наличие.
а) Получение аммиака.
Смесь равных по объему порций твердого хлорида аммония и порошка гидроксида кальция нагрейте в пробирке с газоотводной трубкой. При этом будет выделяться аммиак, который надо собрать в другую сухую пробирку, расположенную отверстием …......... (почему? ).
Написать уравнение реакции получения аммиака.
…………………………………………………..
б) Определение аммиака.
Можно определить по запаху ………… (название вещества) , а также по изменению цвета лакмуса или фенолфталеина. При растворении аммиака в воде образуется ……. (название основания) , поэтому лакмусовая бумажка.……. (указать цвет) , а бесцветный фенолфталеин становится …………. (указать цвет) .
Вместо точек вставить слова по смыслу. Написать уравнение реакции.
…………………………………………………..
* Аммиаком пахнет имеющийся в домашней аптечке нашатырный спирт – водный раствор аммиака. – Прим. ред.
Задание 2
Получите нитрат меди двумя различными способами, имея в наличии следующие вещества: концентрированную азотную кислоту, медную стружку, сульфат меди(II), гидроксид натрия. Напишите уравнения химических реакций в молекулярном виде, отметьте изменения. В 1-м способе для окислительно-восстановительной реакции напишите уравнения электронного баланса, определите окислитель и восстановитель. Во 2-м способе напишите сокращенные ионные уравнения реакций.
1-й с п о с о б. Медь + азотная кислота. Слегка нагреваем содержимое пробирки. Бесцветный раствор становится ….. (указать цвет) , т.к. образуется ….. (название вещества) ; выделяется газ …….. цвета с неприятным запахом, это – ……. (название вещества) .
2-й с п о с о б. При взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом натрия получается осадок ….. цвета, это – …… (название вещества) . К нему приливаем азотную кислоту до полного растворения осадка......... (название осадка) . Образуется прозрачный голубой раствор …… (название соли) .
Задание 3
Докажите опытным путем, что в состав сульфата аммония входят ионы NH 4 + и SO 2- 4 . Отметьте наблюдения, напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций.
Задание 4
Как опытным путем определить нахождение растворов ортофосфата натрия, хлорида натрия, нитрата натрия в пробирках № 1, № 2, № 3? Отметьте наблюдения, напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций.
Задание 5
Имея вещества: азотную кислоту, медную стружку или проволоку, универсальную индикаторную бумагу или метилоранж, докажите опытным путем состав азотной кислоты. Напишите уравнение диссоциации азотной кислоты; молекулярное уравнение для реакции меди с концентрированной азотной кислотой и уравнения электронного баланса, определите окислитель и восстановитель.
Задание 6
Получите раствор нитрата меди разными способами, имея вещества: азотную кислоту, оксид меди, основной карбонат меди или карбонат гидроксомеди(II). Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций. Отметьте признаки химических реакций.
Контрольные тесты
1. Укажите уравнение реакции, где выпадает желтый осадок.
2. Ионное уравнение реакции, в которой образуется белый творожистый осадок, – это:
3. Для доказательства наличия нитрат-иона в нитратах надо взять:
а) соляную кислоту и цинк;
б) серную кислоту и хлорид натрия;
в) серную кислоту и медь.
4. Реактивом на хлорид-ион является:
а) медь и серная кислота;
б) нитрат серебра;
в) хлорид бария.
5. В уравнении реакции, схема которой
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O,
перед окислителем надо поставить коэффициент:
а) 2; б) 4; в) 6.
6. Основная и кислая соли соответствуют парам:
а) Cu(OH) 2 , Mg(HCO 3) 2 ;
б) Cu(NO 3) 2 , HNO 3 ;
в) 2 CO 3 , Ca(HCO 3) 2 .
|
Ответы. 1 -а; 2 -б; 3 -в; 4 -б; 5 -б; 6 -в. |
Определение минеральных удобрений
Методическая разработка этой практической работы состоит из трех частей: теория, практикум, контроль. В теоретической части даны общие сведения по качественному определению катионов и анионов, входящих в состав минеральных удобрений. В практикуме приведены примеры семи минеральных удобрений с описанием их характерных признаков, а также даны уравнения качественных реакций. В тексте вместо точек и знака вопроса надо вставить подходящие по смыслу ответы. Для выполнения практической работы по усмотрению учителя достаточно взять четыре удобрения. Контроль знаний учащихся состоит из тестовых заданий по определению формул удобрений, которые даны в этой практической работе.
Теория
1. Реактивом на хлорид-ион является нитрат серебра. Реакция идет с образованием белого творожистого осадка:
Ag + + Cl – = AgCl.
2. Ион аммония можно обнаружить с помощью щелочи. При нагревании раствора соли аммония с раствором щелочи выделяется аммиак, который имеет резкий характерный запах:
NH + 4 + OH – = NH 3 + H 2 O.
Можно также для определения иона аммония воспользоваться смоченной водой красной лакмусовой бумажкой, универсальной индикаторной или фенолфталеиновой полоской бумаги. Бумажку надо подержать над парами, выделяющимися из пробирки. Красный лакмус синеет, универсальный индикатор становится фиолетовым, а фенолфталеин малиновым.
3. Для определения нитрат-ионов к раствору соли добавляют стружку или кусочки меди, затем приливают концентрированную серную кислоту и нагревают. Через некоторое время начинает выделяться газ бурого цвета с неприятным запахом. Выделение бурого газа NO 2 указывает на присутствие ионов.
Например:
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HNO 3 ,
4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.
4. Реактивом на фосфат-ион является нитрат серебра. При его добавлении к раствору фосфата выпадает желтый осадок фосфата серебра:
3Ag + + PO 3- 4 = Ag 3 PO 4 .
5. Реактивом на сульфат-ион является хлорид бария. Выпадает белый молочный осадок сульфата бария, нерастворимый в уксусной кислоте:
Ba 2+ + SO 2- 4 = BaSO 4 .
Практикум
1. Сильвинит (NaCl KCl), розовые кристаллы, растворимость в воде хорошая. Пламя окрашивается в желтый цвет. При рассмотрении пламени через синее стекло заметно фиолетовое окрашивание. С …….. (название реактива) дает белый осадок …… (название соли) .
KCl + ? -> KNO 3 + AgCl.
2. Нитрат аммония NH 4 NO 3 , или …….. (название удобрения) , белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. С серной кислотой и медью выделяется бурый газ …. (название вещества) . С раствором ……. (название реактива) при нагревании ощущается запах аммиака, его пары окрашивают красный лакмус в ……. цвет.
NH 4 NO 3 + H 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + HNO 3 ,
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + ? + ? .
NH 4 NO 3 + ? -> NH 3 + H 2 O + NaNO 3 .
3. Нитрат калия (KNO 3), или …… (название удобрения) , с H 2 SO 4 и ……… (название вещества) дает бурый газ. Пламя окрашивается в фиолетовый цвет.
KNO 3 + H 2 SO 4 KHSO 4 + HNO 3 ,
4HNO 3 + ? -> Cu(NO 3) 2 + ? + 2H 2 O.
4. Хлорид аммония NH 4 Cl c раствором ……. (название реактива) при нагревании образует аммиак, его пары окрашивают красный лакмус в синий цвет. С …… (название аниона реактива) серебра дает белый творожистый осадок …… (название осадка) .
NH 4 Cl + ? = NH 4 NO 3 + AgCl,
NH 4 Cl + ? = NH 3 + H 2 O + NaCl.
5. Сульфат аммония (NH 4) 2 SO 4 c раствором щелочи при нагревании образует аммиак, его пары окрашивают красный лакмус в синий цвет. С …….. (название реактива) дает белый молочный осадок ……... (название осадка) .
(NH 4) 2 SO 4 + 2NaOH = 2NH 3 + 2H 2 O + ? ,
(NH 4) 2 SO 4 + ? -> NH 4 Cl + ? .
6. Нитрат натрия NaNO 3 , или …… (название удобрения) , белые кристаллы, растворимость в воде хорошая, с H 2 SO 4 и Cu дает бурый газ. Пламя окрашивается в желтый цвет.
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + ? ,
Cu -> Cu(NO 3) 2 + ? + 2H 2 O.
7. Дигидрофосфат кальция Ca(H 2 PO 4) 2 , или …… (название удобрения) , серый мелкозернистый порошок или гранулы, плохо растворяется в воде, с ….. (название реактива) дает ….. (указать цвет) осадок ……… (название вещества) AgН 2 PO 4 .
Ca(H 2 PO 4) 2 + ? -> 2AgH 2 PO 4 + Ca(NO 3) 2 .
Контроль (тест)
1. Розовые кристаллы, хорошо растворимы в воде, окрашивают пламя в желтый цвет; при взаимодействии с AgNO 3 выпадает белый осадок – это:
а) Ca(H 2 PO 4) 2 ; б) NaCl KCl;
в) KNO 3 ; г) NH 4 Cl.
2. Кристаллы хорошо растворимы в воде; в реакции с H 2 SO 4 и медью выделяется бурый газ, с раствором щелочи при нагревании дает аммиак, пары которого окрашивают красный лакмус в синий цвет, – это:
а) NaNO 3 ; б) (NH 4) 2 SO 4 ;
в) NH 4 NO 3 ; г) KNO 3 .
3. Светлые кристаллы, хорошо растворимы в воде; при взаимодействии с H 2 SO 4 и Cu выделяется бурый газ; пламя окрашивает в фиолетовый цвет – это:
а) KNO 3 ; б) NH 4 H 2 PO 4 ;
в) Ca(H 2 PO 4) 2 CaSO 4 ; г) NH 4 NO 3 .
4. Кристаллы хорошо растворимы в воде; с нитратом серебра дает белый осадок, c щелочью при нагревании дает аммиак, пары которого окрашивают красный лакмус в синий цвет, – это:
а) (NH 4) 2 SO 4 ; б) NH 4 H 2 PO 4 ;
в) NaCl KCl; г) NH 4 Cl.
5. Светлые кристаллы, хорошо растворимы в воде; с BaCl 2 дает белый молочный осадок, c щелочью дает аммиак, пары которого окрашивают красный лакмус в синий цвет, – это:
в) NH 4 Cl; г) NH 4 H 2 PO 4 .
6. Светлые кристаллы, хорошо растворимые в воде; при взаимодействии с H 2 SO 4 и Cu дает бурый газ, пламя окрашивает в желтый цвет – это:
а) NH 4 NO 3 ; б) (NH 4) 2 SO 4 ;
в) KNO 3 ; г) NaNO 3 .
7. Серый мелкозернистый порошок или гранулы, растворимость в воде плохая, с раствором нитрата серебра дает желтый осадок – это:
а) (NH 4) 2 SO 4 ; б) NaCl KCl;
в) Ca(H 2 PO 4) 2 ; г) KNO 3 .
| Ответы. 1 -б; 2 -в; 3 -а; 4 -г; 5 -б; 6 -г; 7 -в. |
Представим себе такую ситуацию:
Вы работаете в лаборатории и решили провести какой-либо эксперимент. Для этого вы открыли шкаф с реактивами и неожиданно увидели на одной из полок следующую картину. У двух баночек с реактивами отклеились этикетки, которые благополучно остались лежать неподалеку. При этом установить точно какой банке соответствует какая этикетка уже невозможно, а внешние признаки веществ, по которым их можно было бы различить, одинаковы.
В таком случае проблема может быть решена с использованием, так называемых, качественных реакций .
Качественными реакциями называют такие реакции, которые позволяют отличить одни вещества от других, а также узнать качественный состав неизвестных веществ.
Например, известно, что катионы некоторых металлов при внесении их солей в пламя горелки окрашивают его в определенный цвет:
Данный метод может сработать только в том случае, если различаемые вещества по разному меняют цвет пламени, или же одно из них не меняет цвет вовсе.
Но, допустим, как назло, вам определяемые вещества цвет пламени не окрашивают, или окрашивают его в один и тот же цвет.
В этих случаях придется отличать вещества с применением других реагентов.
В каком случае мы можем отличить одно вещество от другого с помощью какого-либо реагента?
Возможны два варианта:
- Одно вещество реагирует с добавленным реагентом, а второе нет. При этом обязательно, должно быть ясно видно, что реакция одного из исходных веществ с добавленным реагентом действительно прошла, то есть наблюдается какой-либо ее внешний признак — выпадал осадок, выделился газ, произошло изменение цвета и т.п.
Например, нельзя отличить воду от раствора гидроксида натрия с помощью соляной кислоты, не смотря на то, что щелочи с кислотами прекрасно реагируют:
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
Связано это с отсутствием каких-либо внешних признаков реакции. Прозрачный бесцветный раствор соляной кислоты при смешении с бесцветным раствором гидроксида образует такой же прозрачный раствор:
Но зато, можно воду от водного раствора щелочи можно различить, например, с помощью раствора хлорида магния – в данной реакции выпадает белый осадок:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) также вещества можно отличить друг от друга, если они оба реагируют с добавляемым реагентом, но делают это по-разному.
Например, различить раствор карбоната натрия от раствора нитрата серебра можно с помощью раствора соляной кислоты.
с карбонатом натрия соляная кислота реагирует с выделением бесцветного газа без запаха — углекислого газа (СО 2):
2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2
а с нитратом серебра с образованием белого творожистого осадка AgCl
HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓
Ниже в таблицах представлены различные варианты обнаружения конкретных ионов:
Качественные реакции на катионы
| Катион | Реактив | Признак реакции |
| Ba 2+ | SO 4 2- | Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
| Cu 2+ | 1) Выпадение осадка голубого цвета: Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓ 2) Выпадение осадка черного цвета: Cu 2+ + S 2- = CuS↓ |
|
| Pb 2+ | S 2- | Выпадение осадка черного цвета: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| Ag + | Cl − | Выпадение белого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в аммиаке NH 3 ·H 2 O: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
| Fe 2+ | 2) Гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K 3 | 1) Выпадение белого осадка, зеленеющего на воздухе: Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓ 2) Выпадение синего осадка (турнбулева синь): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
| Fe 3+ | 2) Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль) K 4 3) Роданид-ион SCN − | 1) Выпадение осадка бурого цвета: Fe 3+ + 3OH − = Fe(OH) 3 ↓ 2) Выпадение синего осадка (берлинская лазурь): K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Появление интенсивно-красного (кроваво-красного) окрашивания: Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3 |
| Al 3+ | Щелочь (амфотерные свойства гидроксида) | Выпадение белого осадка гидроксида алюминия при приливании небольшого количества щелочи: OH − + Al 3+ = Al(OH) 3 и его растворение при дальнейшем приливании: Al(OH) 3 + NaOH = Na |
| NH 4 + | OH − , нагрев | Выделение газа с резким запахом: NH 4 + + OH − = NH 3 + H 2 O Посинение влажной лакмусовой бумажки |
| H + (кислая среда) | Индикаторы: − лакмус − метиловый оранжевый | Красное окрашивание |
Качественные реакции на анионы
| Анион | Воздействие или реактив | Признак реакции. Уравнение реакции |
| SO 4 2- | Ba 2+ | Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
| NO 3 − | 1) Добавить H 2 SO 4 (конц.) и Cu, нагреть 2) Смесь H 2 SO 4 + FeSO 4 | 1) Образование раствора синего цвета, содержащего ионы Cu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO 2) 2) Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция «бурого кольца») |
| PO 4 3- | Ag + | Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
| CrO 4 2- | Ba 2+ | Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
| S 2- | Pb 2+ | Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| CO 3 2- | 1) Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Выделение бесцветного газа («вскипание»), вызывающее помутнение известковой воды: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O |
|
| CO 2 | Известковая вода Ca(OH) 2 | Выпадение белого осадка и его растворение при дальнейшем пропускании CO 2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 |
| SO 3 2- | H + | Выделение газа SO 2 с характерным резким запахом (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2 |
| F − | Ca 2+ | Выпадение белого осадка: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓ |
| Cl − | Ag + | Выпадение белого творожистого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в NH 3 ·H 2 O (конц.) : Ag + + Cl − = AgCl↓ AgCl + 2(NH 3 ·H 2 O) = } Популярное
|
