Задание №6 — Теоретические основы химии
Даны две пробирки с раствором гидрокарбоната натрия. В первую пробирку добавили раствор вещества X, а во вторую – раствор вещества Y.
В результате в первой пробирке образовался осадок, а во второй пробирке выделился газ. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые участвовали в описанных реакциях.
| 1) | гидроксид железа(II) |
| 2) | аммиак |
| 3) | бромоводород |
| 4) | гидроксид бария |
| 5) | оксид углерода(IV) |
Правильный ответ
43
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем свойства гидрокарбоната натрия (NaHCO3) и предложенных веществ. Гидрокарбонат натрия — это кислая соль, которая в растворе содержит ионы Na+ и HCO3−.
1. Поиск вещества X (образование осадка):
Нам нужно вещество, которое при взаимодействии с раствором NaHCO3 даст нерастворимое соединение.
- Гидроксид железа(II) (Fe(OH)2) — это нерастворимое основание, оно не будет реагировать с раствором соли в обычных условиях.
- Аммиак (NH3) в растворе создает слабощелочную среду, но не приводит к выпадению осадка с ионами натрия.
- Бромоводород (HBr) — сильная кислота, вытесняет углекислый газ (см. пункт Y).
- Гидроксид бария (Ba(OH)2) — это щелочь. При взаимодействии щелочи с кислой солью происходит нейтрализация: гидроксид-ион (OH−) забирает протон у гидрокарбонат-иона (HCO3−), превращая его в карбонат-ион (CO32−). Ионы бария тут же связываются с карбонат-ионами, образуя белый осадок карбоната бария.
Уравнение реакции:
NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O (при избытке щелочи)
или 2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O (при избытке соли).
Следовательно, X — это гидроксид бария (4).
2. Поиск вещества Y (выделение газа):
Выделение газа при взаимодействии с гидрокарбонатами обычно происходит при добавлении более сильной кислоты, которая вытесняет слабую и неустойчивую угольную кислоту (H2CO3), разлагающуюся на воду и углекислый газ.
- Бромоводород (HBr) является сильной минеральной кислотой. При добавлении его раствора к гидрокарбонату натрия происходит бурная реакция с выделением бесцветного газа — оксида углерода(IV).
Уравнение реакции:
NaHCO3 + HBr → NaBr + H2O + CO2↑
- Оксид углерода(IV) (CO2) сам является продуктом разложения угольной кислоты и не будет реагировать с гидрокарбонатом с выделением газа.
Следовательно, Y — это бромоводород (3).
Ответ: X — 4, Y — 3.
Источник: ФИПИ