Качественные реакции в неорганической химии
Рассмотрим некоторые наиболее часто встречающиеся случаи.
В задачах могут встретиться и другие реакции, поэтому важно прорешивать тренировочные варианты и задания на сайте ФИПИ (эти задания также можно прорешать в курсе самоподготовки):
Изменение окраски индикаторов:
Фенолфталеин (бесцветный) применяется для определения щелочной среды реакции. Изменяет цвет на малиновый.
Лакмус (фиолетовый) в кислой среде становится красным, в щелочной - синим.
Метилоранж (оранжевый) в кислой среде становится розовым, в щелочной - жёлтым.
Например, раствор аммиака является слабым основанием, так как в растворе присутствуют гидроксид-ионы. В щелочной среде фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет:
NH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH−.
2. Как отличить металлы различной активности
Металлы, стоящие в ряду активности металлов после водорода не реагирут с кислотами-неокислителями, например, с HCl или H2SO4(разб.):
Cu + HCl → реакция не идёт.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
3. Как отличить кислоты-окислители от кислот-неокислителей
В отличие от обычных кислот кислоты-окислители реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода:
HCl + Cu → реакция не идет.
4HNO3(к) + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2
+ 2H2O (выделение бурого газа)
4. Как отличить соли слабой и сильной кислот
В этом случае часто берут соль угольной или кремниевой кислот. В реакциях этих солей с сильными кислотами выделяется газ или выпадает осадок:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
Na2S + 2HCl → 2NaCl + H2S
Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3
Na2SO4 + HCl → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
BaSO3 + 2HCl → BaCl2 + SO2 + H2O
BaSO4 + HCl → реакция не идет (газ или более слабая кислота не образуются)
5. Как отличить соли слабого и сильного основания
Zn(NO3)3 + 3NaOH → Zn(OH)2 + 3NaNO3
NH4NO3 + NaOH → NH3 + NaNO3 + H2O
KNO3 + KOH → реакция не идет (газ или более слабая кислота не образуются)
6. Как отличить соли двух металлов, один из которых образует амфотерные соединения (например, Zn, Be, Al и др.)
Часто реагентом, которым можно отличить эти типы солей, является щелочь
Al(NO3)3 + 4KOH(р, изб.) → 3KNO3 + K[Al(OH)4] - осадок Al(OH)3 растворяется в избытке щелочи
Ca(NO3)2 + 2KOH → Ca(OH)2 + 2KNO3 - осадок не растворяется.
7. Как отличить гидроксиды двух металлов, один из которых образует амфотерные соединения (например, Zn, Be, Al и др.)
Этим реагентом является щелочь
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4] (растворение осадка)
Mg(OH)2 + NaOH → реакция не идет.
8. Как отличить соли двух металлов, один из которых образует малорастворимые или нерастворимые гидроксиды:
Часто реагентом, которым можно отличить эти типы солей, является щелочь
KNO3 + KOH → реакция не идет (газ или более слабая кислота не образуются)
Ca(NO3)2 + 2KOH → Ca(OH)2 + 2KNO3.
9. Как отличить соль и кислоту
1) с металлом (выделение водорода в реакциях с кислотами-неокислителями)
KCl + Fe → реакция не идет (если металл является более слабым, чем металл в соли)
2HCl + Fe → FeCl2 + H2
2) с кислыми карбонатами или сульфитами (выделение газа)
HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O
KCl + NaHCO3 → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
10. Как отличить кислоту от воды
1) Индикатором, например, лакмус в кислой среде становится красным.
2) Если кислота сильная, то можно добавить соль слабой кислоты (например, Na2CO3, NaHCO3), чтобы выделился газ:
2HNO3 + Na2CO3 → 2NaNO3 + CO2 + H2O
H2O + Na2CO3 → растворение соли, видимых признаков нет.
11. Как отличить растворимую соль от щелочи
Провести реакцию ионного обмена с образованием осадка или газа, например:
2KOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2KCl
NaCl + CuCl2 → реакция не идет, так как ни газ, ни осадок, ни малодиссоциирующее соединение не образуется.
12. Как распознать присутствие фосфатов
Растворимые фосфаты можно отличить от других солей в реакции с растворимой солью алюминия или лития, так как в результате выпадает белые осадки AlPO4 или Li3PO4. Также можно использовать растворимые соли бария, серебра или железа, так как в этих случаях также образуются осадки: Ba3(PO4)2 белого цвета и Ag3PO4, FePO4 - желтого цвета.
AlCl3 + Na3PO4 → AlPO4 + 3NaCl
FeCl3 + Na3PO4 → FePO4 + 3NaCl
3LiCl + Na3PO4 → Li3PO4 + 3NaCl
KCl + Na3PO4 → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
13. Как распознать присутствие сульфатов
Сульфаты можно отличить от других солей в реакции с растворимой солью бария, так как в результате выпадает белый осадок BaSO4:
MgSO4 + Ba(NO3)2 → BaSO4 + Mg(NO3)2
MgCl2 + Ba(NO3)2 → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
14. Как распознать присутствие солей аммония
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
Na2SO4 + NaOH → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
15. Как распознать присутствие галогенид-ионов, и ионов серебра
в реакции с растворимой солью серебра
AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl (осадок белого цвета)
AgNO3 + NaBr → NaNO3 + AgBr (осадок желтого цвета)
AgNO3 + NaI → NaNO3 + AgI (осадок ярко-желтого цвета)
16. Как распознать присутствие катионов лития Li+
3LiOH + Na3PO4 → Li3PO4 + 3NaOH (в осадок выпадает белый Li3PO4)
I2 - кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары. Образование I2 в растворе дает характерную коричневую окраску.