Номер 7, страница 102 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

7. Представьте, что в одном из стаканов находится раствор нитрата калия, а в другом — раствор нитрата кальция. Раствор какой из солей — $NaCl$ или $Na_2CO_3$ — нужно добавить в каждый из стаканов, чтобы распознать их содержимое? Объясните свой выбор. Напишите уравнение соответствующей реакции, назовите ее продукты.

Решение

Для того чтобы различить растворы нитрата калия ($KNO_3$) и нитрата кальция ($Ca(NO_3)_2$), необходимо использовать реагент, который будет по-разному взаимодействовать с ними, образуя видимый признак реакции (осадок, газ или изменение цвета) только в одном случае. В данных растворах содержатся катионы калия ($K^+$) и кальция ($Ca^{2+}$), а также нитрат-анион ($NO_3^-$). Задача сводится к качественной реакции на один из катионов.

Рассмотрим предложенные реагенты:

При добавлении раствора хлорида натрия ($NaCl$) ни в одном из стаканов видимых изменений не произойдет. Все возможные продукты реакций обмена — хлорид калия ($KCl$), нитрат натрия ($NaNO_3$), хлорид кальция ($CaCl_2$) — являются растворимыми в воде солями. Следовательно, $NaCl$ не подходит для распознавания.

При добавлении раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$) в стакан с раствором нитрата калия ($KNO_3$) реакция не пойдет, так как все продукты ($K_2CO_3$ и $NaNO_3$) растворимы. Однако при добавлении карбоната натрия в стакан с раствором нитрата кальция ($Ca(NO_3)_2$) произойдет реакция ионного обмена, в результате которой выпадет белый нерастворимый осадок карбоната кальция ($CaCO_3$).

Таким образом, для распознавания растворов следует выбрать раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$). В том стакане, где образуется белый осадок, находится раствор нитрата кальция.

Уравнение соответствующей реакции:

$Ca(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaNO_3$

Продукты реакции: $CaCO_3$ — карбонат кальция (белый осадок) и $NaNO_3$ — нитрат натрия (растворимая соль, остается в растворе).

Ответ: Чтобы распознать содержимое стаканов, нужно добавить в каждый из них раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$). Выбор основан на том, что ионы кальция ($Ca^{2+}$) образуют с карбонат-ионами ($CO_3^{2-}$) нерастворимый осадок, в отличие от ионов калия ($K^+$). В стакане с нитратом кальция выпадет белый осадок. Уравнение реакции: $Ca(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaNO_3$. Продукты реакции: карбонат кальция и нитрат натрия.