Задание №17 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для того чтобы различить два вещества с помощью реактива, необходимо, чтобы при добавлении этого реактива в одну пробирку происходило видимое изменение (выпадение осадка, выделение газа, изменение цвета), а в другую — нет, либо признаки реакций должны быть существенно разными.

А) $K_{3}PO_{4}$ и $Na_{2}SO_{4}$
Попробуем использовать реактив №3 — $Al(NO_{3})_{3}$.
1. При добавлении нитрата алюминия к фосфату калия происходит реакция ионного обмена с образованием белого нерастворимого осадка фосфата алюминия:
$Al^{3+} + PO_{4}^{3-} \rightarrow AlPO_{4} \downarrow$
2. При добавлении нитрата алюминия к сульфату натрия реакция не идет, так как все возможные продукты (сульфат алюминия и нитрат натрия) растворимы в воде. Видимых признаков нет.
Следовательно, реактив №3 позволяет различить эти вещества.

Б) $AlCl_{3}$ и $ZnSO_{4}$
Попробуем использовать реактив №4 — $Ba(NO_{3})_{2}$.
1. При добавлении нитрата бария к хлориду алюминия реакция не идет, так как хлорид бария и нитрат алюминия растворимы. Видимых признаков нет.
2. При добавлении нитрата бария к сульфату цинка выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария, который не растворяется в кислотах:
$Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} \rightarrow BaSO_{4} \downarrow$
Следовательно, реактив №4 позволяет различить эти вещества.

В) $AlCl_{3}$ и $MgCl_{2}$
Попробуем использовать реактив №1 — $KOH$.
Оба металла образуют нерастворимые гидроксиды, но у них разные химические свойства.
1. При постепенном добавлении щелочи $KOH$ к хлориду магния выпадает белый аморфный осадок гидроксида магния, который не растворяется в избытке щелочи:
$Mg^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Mg(OH)_{2} \downarrow$
2. При добавлении щелочи к хлориду алюминия сначала выпадает белый осадок гидроксида алюминия:
$Al^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_{3} \downarrow$
Однако гидроксид алюминия является амфотерным, поэтому при дальнейшем добавлении избытка щелочи осадок растворяется с образованием комплексной соли:
$Al(OH)_{3} + OH^{-} \rightarrow [Al(OH)_{4}]^{-}$
Различное поведение осадков в избытке щелочи позволяет однозначно отличить соли алюминия от солей магния. Реактив №1 подходит.

Ответ: А — 3, Б — 4, В — 1.

Источник: ФИПИ