Для решения этой задачи необходимо составить план эксперимента, в ходе которого можно будет определить, какой раствор находится в каждой из пяти пронумерованных пробирок. Для этого будем использовать химические реакции, которые позволяют идентифицировать каждое из веществ.
Шаг 1: Идентификация соляной кислоты (HCl)
Соляная кислота может быть идентифицирована с помощью карбоната калия (K2CO3). При их взаимодействии выделяется углекислый газ (CO2), что проявляется в виде пузырьков.
Реакция:
[ \text{2HCl (aq) + K}_2\text{CO}_3\text{ (aq) } \rightarrow \text{2KCl (aq) + H}_2\text{O (l) + CO}_2\text{ (g)} ]
Ионное уравнение:
[ \text{2H}^+\text{ (aq) + CO}_3^{2-}\text{ (aq) } \rightarrow \text{H}_2\text{O (l) + CO}_2\text{ (g)} ]
Шаг 2: Идентификация хлорида бария (BaCl2)
Хлорид бария можно определить с помощью сульфата натрия (Na2SO4). При их взаимодействии образуется белый осадок сульфата бария (BaSO4).
Реакция:
[ \text{BaCl}_2\text{ (aq) + Na}_2\text{SO}_4\text{ (aq) } \rightarrow \text{2NaCl (aq) + BaSO}_4\text{ (s)} ]
Ионное уравнение:
[ \text{Ba}^{2+}\text{ (aq) + SO}_4^{2-}\text{ (aq) } \rightarrow \text{BaSO}_4\text{ (s)} ]
Шаг 3: Идентификация сульфата натрия (Na2SO4)
Сульфат натрия можно подтвердить с помощью хлорида бария (BaCl2), как указано выше, образование белого осадка подтверждает наличие сульфата. Однако, если вы уже идентифицировали хлорид бария, то добавление последнего к другим пробиркам позволит определить сульфат натрия, если возникает осадок.
Шаг 4: Идентификация карбоната калия (K2CO3)
Карбонат калия может быть определен с помощью добавления соляной кислоты (HCl), как указано в первом шаге. Образование пузырьков CO2 подтвердит его наличие.
Шаг 5: Идентификация сульфата железа (FeSO4)
Сульфат железа можно определить с помощью реакции с гидроксидом натрия (NaOH), в результате которой образуется зелёный осадок гидроксида железа (II) (Fe(OH)2).
Реакция:
[ \text{FeSO}_4\text{ (aq) + 2NaOH (aq) } \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4\text{ (aq) + Fe(OH)}_2\text{ (s)} ]
Ионное уравнение:
[ \text{Fe}^{2+}\text{ (aq) + 2OH}^-\text{ (aq) } \rightarrow \text{Fe(OH)}_2\text{ (s)} ]
Оптимальный план действий:
- Добавьте немного раствора из одной пробирки к раствору из другой, наблюдая за выделением газа или образованием осадка.
- Используйте характерные реакции для идентификации каждого вещества:
- HCl и K2CO3: выделение CO2.
- BaCl2 и Na2SO4: образование белого осадка BaSO4.
- FeSO4 и NaOH: образование зеленого осадка Fe(OH)2.
- Записывайте результаты и сопоставляйте их с известными реакциями, чтобы определить содержание каждой пробирки.
Таким образом, используя поэтапный процесс и контрольные реакции, можно идентифицировать каждое из веществ в пробирках.