Химия

8 класс

В пронумерованных (1-5) пробирках находятся водные растворы

$Na_2SO_4$ ,

$Na_2CO_3$ ,

$Ba(NO_3)_2$ ,

$Pb(NO_3)_2$ ,

$CaCl_2$ . Какие вещества и в какой пробирке находятся, если при попарном сливании растворов было установлено следующее: а) раствор 2 дает белые осадки с растворами 1,3 и 4; б) раствор 5 дает белый осадок с растворами 1, 3 и 4; в) раствор 3 дает белый осадок с раствором 4; г) раствор 1 не образует осадков с растворами 3 и 4; д) раствор 2 не дает осадка с раствором 5; е) при сливании растворов 2 и 4 добавление первых капель раствора не приводит сразу к выпадению осадка (поясните, почему); ж) осадок, образующийся при сливании растворов 3 и 4, растворяется при нагревании полученной смеси и вновь выпадает при охлаждении?

При рассмотрении возможных обменных реакций можно установить следующее:

а) сульфат натрия дает осадки с ионами свинца, кальция и бария,
б) карбонат натрия выделяет осадки с теми же ионами,
в) нитрат бария дает осадки с анионами

$SO_4^{2-}$ и

$CO_3^{2-}$ ,
г) нитрат свинца дает осадки с анионами

$Cl^{-}$ ,

$SO_4^{2-}$ и

$CO_3^{2-}$ ,
д) хлорид кальция образует осадки с солями

$Pb^{2+}$ ,

$SO_4^{2-}$ и

$CO_3^{2-}$ ,
е) хлорид свинца

$PbCl_2$ растворим в горячей воде.

Вещества 3 и 4, по-видимому, представляют собой нитрат свинца и хлорид кальция. Поэтому можно предположить, что в пробирках находились следующие соединения: 1 -

$Ba(NO_3)_2$ ; 2 -

$Na_2SO_4$ или

$Na_2CO_3$ ; 3 -

$Pb(NO_3)_2$ или

$CaCl_2$ ; 4 -

$Pb(NO_3)_2$ или

$CaCl_2$ ; 5 -

$Na_2SO_4$ или

$Na_2CO_3$ .

Однако при сливании растворов

$Na_2SO_4$ и

$CaCl_2$ образуется малорастворимый

$CaSO_4$ , который выделяется только после достижения определенной концентрации, поэтому первые капли раствора могут не вызвать выпадения осадка. Следовательно, из пар

$Na_2SO_4 + CaCl_2$ ,

$Na_2CO_3 + CaCl_2$ ,

$Na_2SO_4 + Pb(NO_3)_2$ и

$Na_2CO_3 + Pb(NO_3)_2$ только в первой, где образуется гипс, осадок выпадает не сразу, так как он растворим лучше карбонатов кальция и свинца или сульфата свинца.

Таким образом, в растворе 2 содержится

$Na_2SO_4$ , а в растворе 4 -

$CaCl_2$ , в итоге получаем: 1 -

$Ba(NO_3)_2$ ; 2 -

$Na_2SO_4$ ; 3 -

$Pb(NO_3)_2$ ; 4 -

$CaCl_2$ ; 5 -

$Na_2CO_3$ .

(При обсуждении реакций следует также учесть образование основных солей свинца, в частности

$Pb_2(OН)_2CO_3$ , что позволяет легко отличить пару

$Na_2CO_3 + Pb(NO_3)_2$ по выделению газа:

$2Pb(NO_3)_2 + 2Na_2CO_3 + H_2O = Pb_2(OH)_2CO_3 + 4NaNO_3 + CO_2$ .

Предложенное решение справедливо только при строго определенных концентрациях растворов, так как в паре