Задание №6 — Теоретические основы химии
В одну пробирку с раствором нитрата алюминия добавили избыток раствора вещества X и в результате реакции наблюдали только образование осадка белого цвета. В другую пробирку с раствором нитрата алюминия добавили по каплям избыток раствора вещества Yи в результате этой реакции 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) | аммиак |
| 2) | гидросульфат аммония |
| 3) | гидроксид калия |
| 4) | хлорид железа(III) |
| 5) | бромид меди(II) |
Правильный ответ
13
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем химические свойства нитрата алюминия Al(NO3)3 и предложенных реагентов.
1. Поиск вещества X:
По условию, при добавлении избытка вещества X к раствору нитрата алюминия образуется белый осадок, который не растворяется в избытке этого реагента.
Алюминий образует нерастворимый гидроксид Al(OH)3 белого цвета. Этот гидроксид является амфотерным, то есть он растворяется в сильных щелочах, но не растворяется в слабых основаниях.
Рассмотрим варианты:
1) Аммиак (водный раствор NH3 · H2O) — это слабое основание. При взаимодействии с солями алюминия выпадает осадок гидроксида алюминия, который не растворяется в избытке аммиака.
Уравнение реакции:
Al(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4NO3
Этот вариант идеально подходит под описание для вещества X.
2. Поиск вещества Y:
По условию, при добавлении избытка вещества Y к раствору нитрата алюминия сначала образуется белый осадок, а затем он растворяется.
Такое поведение характерно для взаимодействия солей алюминия с сильными щелочами. Сначала образуется амфотерный гидроксид, который при дальнейшем добавлении щелочи переходит в растворимый комплекс.
Рассмотрим варианты:
3) Гидроксид калия (KOH) — это сильная щелочь.
Сначала протекает реакция образования осадка:
Al(NO3)3 + 3KOH → Al(OH)3↓ + 3KNO3
Затем, при добавлении избытка KOH, осадок растворяется с образованием комплексной соли:
Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4]
Этот вариант подходит для вещества Y.
3. Проверка остальных вариантов:
2) Гидросульфат аммония (NH4HSO4) — кислая соль, реакция с нитратом алюминия не приведет к образованию осадка.
4) Хлорид железа (III) (FeCl3) и 5) Бромид меди (II) (CuBr2) — соли, которые не вступают в реакцию ионного обмена с нитратом алюминия с образованием осадка.
Таким образом, вещество X — аммиак (1), вещество Y — гидроксид калия (3).
Ответ: А → 1, Б → 3.
Источник: ФИПИ