1. Растворение осадка гидроксида магния
Гидроксид магния ((Mg(OH)_2)) является слаборастворимым в воде веществом. Его растворение возможно при взаимодействии с кислотами или веществами, способными образовывать с ним комплексные соединения. Рассмотрим каждое из предложенных веществ:
1) Хлорид кальция ((CaCl_2))
Этот раствор содержит ионы (Ca^{2+}) и (Cl^-). Он не способен растворять (Mg(OH)_2), так как не создаёт условий для образования растворимых комплексов или кислотной среды.
Реакция не идёт.
2) Соляная кислота ((HCl))
Соляная кислота создаёт кислую среду, в которой гидроксид магния растворяется за счёт реакции нейтрализации:
[
Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O
]
Осадок растворяется.
3) Фосфат натрия ((Na_3PO_4))
Этот раствор содержит ионы (PO_4^{3-}). При взаимодействии с (Mg(OH)_2) возможна реакция образования труднорастворимого фосфата магния ((Mg_3(PO_4)_2)), но растворение осадка не произойдёт.
Реакция не идёт.
4) Гидроксид калия ((KOH))
При добавлении щёлочи к (Mg(OH)_2) реакция не идёт, так как гидроксид магния уже является осадком слабого основания. Увеличение концентрации ([OH^-]) лишь стабилизирует осадок.
Реакция не идёт.
Ответ: 2) соляная кислота.
2. Получение сульфата бария
Сульфат бария ((BaSO_4)) является труднорастворимым веществом, поэтому он образуется в результате реакции обмена между растворами, содержащими ионы (Ba^{2+}) и (SO_4^{2-}). Рассмотрим каждое из предложенных веществ:
1) Оксид серы(IV) ((SO_2))
(SO_2) в воде образует сернистую кислоту ((H_2SO_3)), которая содержит ионы (SO_3^{2-}), но не (SO_4^{2-}). Следовательно, (BaSO_4) не образуется.
Реакция не идёт.
2) Сернистая кислота ((H_2SO_3))
Аналогично (SO_2), сернистая кислота содержит ионы (SO_3^{2-}), но не (SO_4^{2-}).
Реакция не идёт.
3) Сероводород ((H_2S))
В растворе (H_2S) присутствуют ионы (S^{2-}), но не (SO_4^{2-}). Реакция образования (BaSO_4) невозможна.
Реакция не идёт.
4) Сульфат калия ((K_2SO_4))
Этот раствор содержит ионы (SO_4^{2-}), которые взаимодействуют с ионами (Ba^{2+}) из раствора нитрата бария:
[
Ba(NO_3)_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2KNO_3
]
Образуется осадок белого цвета.
Ответ: 4) сульфат калия.
3. Получение гидроксида железа(II)
Для получения (Fe(OH)_2) из предложенных веществ можно использовать последовательные реакции:
- Взаимодействие (FeSO_4) с раствором щёлочи ((NaOH)):
[
FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4
]
Образуется осадок серо-зелёного цвета.
Признак реакции: образование осадка.
- Сокращённое ионное уравнение второй реакции:
[
Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow
]
Ответ:
- Уравнения реакций:
[
FeSO_4 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4
]
- Признак: выпадение серо-зелёного осадка.
4. Получение нитрата кальция
Для получения (Ca(NO_3)_2) из предложенных веществ можно использовать следующие реакции:
- Взаимодействие твёрдого карбоната кальция ((CaCO_3)) с соляной кислотой ((HCl)):
[
CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2O
]
Образуется раствор хлорида кальция, выделяется углекислый газ.
Признаки реакции: выделение газа, растворение карбоната.
- Взаимодействие хлорида кальция ((CaCl_2)) с нитратом калия ((KNO_3)):
[
CaCl_2 + 2KNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2KCl
]
Сокращённое ионное уравнение второй реакции:
[
Ca^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow Ca(NO_3)_2
]
Ответ:
- Уравнения реакций:
[
CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2O
]
[
CaCl_2 + 2KNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2KCl
]
- Признаки: выделение газа, образование раствора.
5. Реакции соляной кислоты
Рассмотрим взаимодействие (HCl) с предложенными веществами:
1) Серебро ((Ag))
Серебро не взаимодействует с (HCl), так как оно стоит после водорода в ряду активности металлов.
Реакция не идёт.
2) Оксид меди(II) ((CuO))
(CuO) взаимодействует с кислотами, образуя соль и воду:
[
CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O
]
Реакция идёт.
3) Гидроксид меди(II) ((Cu(OH)_2))
(Cu(OH)_2) взаимодействует с кислотами, образуя растворимую соль:
[
Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O
]
Реакция идёт.
4) Карбонат меди(II) ((CuCO_3))
(CuCO_3) взаимодействует с кислотами с выделением углекислого газа:
[
CuCO_3 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2O
]
Реакция идёт.
Ответ: 1) серебро.
6. Реакции сульфата меди(II)
Рассмотрим взаимодействие (CuSO_4) с предложенными веществами:
1) Оксид железа(II) ((FeO))
Восстановительная реакция:
[
CuSO_4 + FeO \rightarrow Cu + Fe_2(SO_4)_3
]
Реакция идёт.
2) Ртуть ((Hg))
Ртуть не взаимодействует с (CuSO_4).
Реакция не идёт.
3) Гидроксид калия ((KOH))
(CuSO_4) взаимодействует с щёлочами с образованием гидроксида меди(II):
[
CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + K_2SO_4
]
Образуется осадок.
4) Нитрат алюминия ((Al(NO_3)_3))
Реакции обмена между (CuSO_4) и (Al(NO_3)_3) не происходит, так как продукты остаются растворимыми.
Реакция не идёт.
Ответ: 1) оксид железа(II); 3) гидроксид калия.