Теория по заданию 25. Качественные реакции в неорганической химии
Рассмотрим некоторые наиболее часто встречающиеся случаи:
1. Среда раствора
1) 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.
2) Среда раствора аммиака NH3 является щелочной, так как протекает обратимое взаимодействие с водой: NH3 + H2O <=> NH4+ + OH–.
В случае аминов среда также является щелочной. Анилин с водой не реагирует и не изменяет окраску индикаторов (т.е. среда остается нейтральной).
3) H2SiO3 является очень слабой нерастворимой в воде кислотой, поэтому она не изменяет окраску индикаторов.
2. Как отличить металлы различной активности
Например, щелочные и щелочноземельные металлы можно отличить от других металлов реакцией с водой. Первые реагируют быстро и очень бурно в обычных условиях:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
(в обычных условиях)
3Fe + 4H2O → без нагревания реакция не идет.
3. Как отличить оксиды щелочных и щелочноземельных металлов от оксидов других металлов
Оксиды Ш и ЩЗ металлов реагируют с водой в обычных условиях:
Na2O + H2O → 2NaOH
ZnO + H2O → реакция не идет
4. 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)
5. 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)
6. 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)
7. 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) → 3KNO3 + K[Al(OH)4] - осадок Al(OH)3 растворяется в избытке щелочи
Ca(NO3)2 + 2KOH → Ca(OH)2
+ 2KNO3 - осадок не растворяется.
8. 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.
9. 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
10. Как отличить соль и кислоту
1) с металлом (выделение водорода в реакциях с кислотами-неокислителями)
KCl + Fe → реакция не идет
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).
11. Как отличить кислую соль от средней
Кислые соли слабых кислот, например гидрокарбонаты, реагируют с сильными кислотами с выделением газа:
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2
+ H2O
NaNO3+ HCl → реакция не идет (осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
12. 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.
13. 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.
14. 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 или серебра, так как в этих случаях также образуются осадки: Ba3(PO4)2 белого цвета и Ag3PO4 - желтого цвета.
AlCl3 + Na3PO4 → AlPO4
+ 3NaCl
3LiCl + Na3PO4 → Li3PO4
+ 3NaCl
KCl + Na3PO4 → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
15. 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).
16. Как распознать присутствие солей аммония
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3
+ 2H2O
Na2SO4 + NaOH → реакция не идет(осадок, газ, малодиссоциирующее вещество не образуются).
17. Как распознать присутствие галогенид-ионов
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)
18. Как распознать присутствие катионов серебра Ag+
1) в реакции растворимой соли серебра с щелочью
2AgNO3 + 2KOH → 2KNO3 + Ag2O
+ H2O (в осадок выпадает черный Ag2O)
2) в реакции растворимой соли с галогенидами (также растворимыми)
AgNO3 + NaCl → NaNO3 + AgCl
(осадок белого цвета)
AgNO3 + NaBr → NaNO3 + AgBr
(осадок желтого цвета)
AgNO3 + NaI → NaNO3 + AgI
(осадок ярко-желтого цвета)
19. Как распознать присутствие катионов лития Li+
3LiOH + Na3PO4 → Li3PO4
+ 3NaOH (в осадок выпадает белый Li3PO4)
20. Как распознать присутствие аммиака NH3
Аммиак образует с ионами Cu2+ комплексные анионы фиолетового цвета: CuCl2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]Cl2.
21. Галогены
I2 - кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары. Образование I2 в растворе дает характерную коричневую окраску.
I2 + крахмал → синее окрашивание.