Задание №6 — Теоретические основы химии
В одну пробирку с раствором бромида алюминия добавили избыток раствора вещества X и в результате реакции наблюдали образование осадка белого цвета и выделение газа. В другую пробирку с раствором бромида алюминия добавили по каплям избыток раствора вещества Yи в результате наблюдали сначала образование осадка белого цвета, а затем его растворение. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
| 1) | Na2CO3 |
| 2) | NH4Cl |
| 3) | NaOH |
| 4) | CuCl2 |
| 5) | Fe2(SO4)3 |
Правильный ответ
13
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи проанализируем химические свойства бромида алюминия AlBr3 и предложенных реагентов.
1. Поиск вещества X:
По условию, при добавлении избытка вещества X к раствору AlBr3 образуется белый осадок и выделяется газ. Это классический признак взаимного усиления гидролиза.
Соли алюминия (образованные слабым основанием) в водном растворе имеют кислую среду из-за гидролиза по катиону. Если добавить к ним раствор соли, образованной сильным основанием и очень слабой летучей или неустойчивой кислотой (например, карбонат или сульфит), происходит полная деструкция обеих солей водой.
Из списка под это описание подходит карбонат натрия Na2CO3 (вариант 1).
Уравнение реакции:
2AlBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaBr
Белый осадок — это гидроксид алюминия Al(OH)3, бесцветный газ — углекислый газ CO2. Условие выполняется. Таким образом, X — 1.
2. Поиск вещества Y:
По условию, при добавлении избытка вещества Y по каплям сначала выпадает белый осадок, который затем растворяется. Такое поведение характерно для амфотерных гидроксидов при взаимодействии с сильными щелочами.
Алюминий образует амфотерный гидроксид Al(OH)3. При добавлении небольшого количества щелочи (например, NaOH) он выпадает в осадок. При дальнейшем добавлении избытка щелочи осадок растворяется с образованием комплексной соли.
Из списка под это описание подходит гидроксид натрия NaOH (вариант 3).
Уравнения реакций:
1) Образование осадка:
AlBr3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaBr
2) Растворение осадка в избытке щелочи:
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]
Условие выполняется. Таким образом, Y — 3.
3. Проверка остальных вариантов:
2) NH4Cl — реакция с AlBr3 не идет (нет признаков).
4) CuCl2 — реакция с AlBr3 не идет (обе соли растворимы, слабые электролиты не образуются).
5) Fe2(SO4)3 — реакция с AlBr3 не идет (нет признаков).
Ответ: X — 1, Y — 3.
Источник: ФИПИ