ГДЗ по Химии 8 Класс Лабораторная работа 18 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

В три пробирки налейте по 1 мл раствора хлорида или сульфата железа (III). Прилейте в каждую пробирку по 1 мл раствора щёлочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирки соответственно растворы серной, азотной и соляной кислот до исчезновения осадка. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакции.

Предложите несколько вариантов проведения такой реакции с другими электролитами. Запишите молекулярные уравнения предложенных реакций.

1. Осаждение гидроксидов:
— При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору хлорида железа (III) выпадает коричневый осадок гидроксида железа (III):
\(
\text{FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl}
\)
\(
\text{Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓}
\)

2. Растворение осадка в кислотах:
— При добавлении раствора кислоты осадок растворяется:
\(
\text{2Fe(OH)₃↓ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O}
\)
\(
\text{Fe(OH)₃↓ + 3H⁺ → Fe³⁺ + 3H₂O}
\)

— Аналогично с азотной кислотой:
\(
\text{Fe(OH)₃↓ + 3HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O}
\)
\(
\text{Fe(OH)₃↓ + 3H⁺ → Fe³⁺ + 3H₂O}
\)

— И с соляной кислотой:
\(
\text{Fe(OH)₃↓ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O}
\)
\(
\text{Fe(OH)₃↓ + 3H⁺ → Fe³⁺ + 3H₂O}
\)

3. Аналогичные реакции с другими металлами:

— Цинк:
\(
\text{ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + 2NaCl}
\)
\(
\text{Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂↓}
\)
\(
\text{Zn(OH)₂↓ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O}
\)
\(
\text{Zn(OH)₂↓ + 2H⁺ → Zn²⁺ + 2H₂O}
\)

— Алюминий:
\(
\text{AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl}
\)
\(
\text{Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓}
\)
\(
\text{Al(OH)₃↓ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O}
\)
\(
\text{Al(OH)₃↓ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O}
\)

— Медь:
\(
\text{CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄}
\)
\(
\text{Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓}
\)
\(
\text{Cu(OH)₂↓ + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O}
\)
\(
\text{Cu(OH)₂↓ + 2H⁺ → Cu²⁺ + 2H₂O}
\)

Цель лабораторной работы:
Изучить образование и растворение осадков гидроксидов металлов при взаимодействии растворов солей металлов с растворами щёлочей и кислот.

1. Осаждение гидроксидов

Когда к раствору соли железа (III) (например, FeCl₃ или Fe₂(SO₄)₃) добавляют раствор щёлочи (например, NaOH), образуется нерастворимый осадок гидроксида железа (III) Fe(OH)₃.

Пример реакции с хлоридом железа (III):
— Молекулярное уравнение:
\(
\text{FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl}
\)
Здесь хлорид натрия (NaCl) остаётся в растворе, а гидроксид железа (III) выпадает в виде осадка коричневого цвета.

— Ионное уравнение:
\(
\text{Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃↓}
\)
Только ионы железа (III) и гидроксид-ионы участвуют в образовании осадка. Остальные ионы (Na⁺ и Cl⁻) являются «зрителями» и не участвуют в реакции.

2. Растворение осадка в кислотах

Если к образовавшемуся осадку Fe(OH)₃ добавить раствор кислоты, осадок растворяется с образованием соли железа (III). Это связано с тем, что гидроксиды металлов реагируют с кислотами, образуя растворимые соли и воду.

Примеры реакций:

— С серной кислотой (H₂SO₄):

• Молекулярное уравнение:
  \(
  \text{2Fe(OH)₃↓ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O}
  \)
  Гидроксид железа (III) превращается в сульфат железа (III) (Fe₂(SO₄)₃), который хорошо растворим в воде.
• Ионное уравнение:
  \(\text{Fe(OH)₃↓ + 3H⁺ → Fe³⁺ + 3H₂O}\)

Здесь ионы водорода (H⁺) из кислоты взаимодействуют с гидроксид-ионами (OH⁻), образуя воду.

— С азотной кислотой (HNO₃):

• Молекулярное уравнение:
  \(
  \text{Fe(OH)₃↓ + 3HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O}
  \)
  Образуется растворимая соль — нитрат железа (III) (Fe(NO₃)₃).
• Ионное уравнение:
  \(
  \text{Fe(OH)₃↓ + 3H⁺ → Fe³⁺ + 3H₂O}
  \)

— С соляной кислотой (HCl):

• Молекулярное уравнение:
  \(
  \text{Fe(OH)₃↓ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O}
  \)
  Образуется растворимая соль — хлорид железа (III) (FeCl₃).
• Ионное уравнение:
  \(
  \text{Fe(OH)₃↓ + 3H⁺ → Fe³⁺ + 3H₂O}
  \)

3. Аналогичные реакции с другими металлами

Подобные реакции можно провести с другими солями металлов, которые образуют нерастворимые гидроксиды при взаимодействии с щёлочами.

Примеры:

1. Цинк:
— Осаждение гидроксида цинка:
\(
\text{ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + 2NaCl}
\)
\(
\text{Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂↓}
\)

— Растворение осадка в кислоте:

• С соляной кислотой:
  \(
  \text{Zn(OH)₂↓ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O}
  \)
  \(
  \text{Zn(OH)₂↓ + 2H⁺ → Zn²⁺ + 2H₂O}
  \)

2. Алюминий:
— Осаждение гидроксида алюминия:
\(
\text{AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl}
\)
\(
\text{Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓}
\)

— Растворение осадка:

• С соляной кислотой:
  \(
  \text{Al(OH)₃↓ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O}
  \)
  \(
  \text{Al(OH)₃↓ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O}
  \)

3. Медь:
— Осаждение гидроксида меди:
\(
\text{CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄}
\)
\(
\text{Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓}
\)

— Растворение осадка:

• С азотной кислотой:
  \(
  \text{Cu(OH)₂↓ + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O}
  \)
  \(
  \text{Cu(OH)₂↓ + 2H⁺ → Cu²⁺ + 2H₂O}
  \)

Вывод:

— При добавлении щёлочи к раствору солей металлов образуются нерастворимые гидроксиды.
— Эти гидроксиды можно растворить, добавив кислоты, что приводит к образованию растворимых солей.
— Механизм реакции универсален для большинства металлов, которые образуют нерастворимые гидрок