Мастер-класс занятие по подготовке к ГИА по химии: «Решение экспериментальных задач на распознавание веществ»

1 вариант:
1- хлорид железа(III)
2- серная кислота
3- гидроксид натрия
4- сульфат меди(II)

2 вариант:
1- хлорид меди(II)
2 - гидроксид кальция
3- соляная кислота
4 – Сульфат железа(II)

Определяемое вещество, его формула

Реактив

Наблюдения и номер пробирки

Уравнения реакций в
молекулярном, ионном,сокращенном виде.

Хлорид железа(III)

серная кислота

Гидроксид натрия

сульфат меди(II)

Определяемое
вещество, его
формула

Реактив

Наблюдения
и номер
пробирки

Уравнения реакций в
молекулярном, ионном,
сокращенном виде.

хлорид меди(II)

Гидроксид кальция

соляная кислота

Сульфат железа(II)

Металл, входящий в
соединение

Цвет пламени

Стронций Sr

Темно-красный

Литий Li

Малиновый

Кальций Ca

Кирпично-красный

Натрий Na

Желтый

Железо Fe

Светло-желтый

Молибден Mb

Желто-зеленоватый

Барий Ba

Желтовато-зеленый

Медь Cu

Ярко-зеленый или сине
зеленый

Бор B

Бледно-зеленый

Теллур Te

Зеленый

Таллий Tl

Изумрудный

Селен Se

Голубой

Мышьяк As

Бледно-синий

Индий in

Сине-фиолетовый

Цезий Cs

Розово-фиолетовый

Рубидий Rb

Красно-фиолетовый

Калий K

Фиолетовый

Свинец Pb

Голубой

Сурьма Sb

Зелено-синий

Цинк Zn

Бледно сине-зеленый

Название

Окраска индикатора в среде

Кислая [H+]* >
[OH-]
рН < 7

Нейтральная[H+] =
[OH-]
рН = 7

Щелочная [OH-] >
[H+]
рН > 7

Лакмус

красный

фиолетовый

синий

Фенолфталеин

бесцветный

бесцветный

малиновый

Метилоранж

розовый

оранжевый

желтый

Катионы

Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного
катиона, открываемый минимум (чувствительность реакции)

Калий К+

2) Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.

Натрий Na+

2) Окрашивание пламени – желтое

Аммоний
NH4+

1) При действии щелочей при нагревании выделяется
аммиак, который обнаруживают по характерному запаху, по
посинению влажной лакмусовой бумаги или по почернению
фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли ртути (I).
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O (NH4+ + OH-
 → NH3 + H2O)

Магний
Mg2+

1.) Карбонаты щелочных металлов дают белый осадок карбоната
магния, легко растворимый в кислотах:
Mg2+ + CO32- → MgCO3

Кальций
Са2+

1) Окрашивает пламя в кирпично-красный цвет.
2) Щавелевокислый аммоний (оксалат аммония) в уксуснокислом
растворе образует белый кристаллический осадок (в отсутствие Ва2+ и
Sr2
CaCl2 + (NH4)2C2O4 → 2NH4Cl + CaC2O4 (Сa2+ +
C2O42- → CaC2O4)

Барий Ва2+

1) В уксуснокислой среде хромат калия К2СrО4 или К2Cr2O7 +
CH3COONa дают ярко-желтый осадок хромата бария.
2) Серная кислота и ее соли образуют белый кристаллический
осадок сульфата бария, нерастворимого в кислотах и щелочах:
Ba2+ + SO4 2- →BaSO 4
3) Окрашивает пламя в желто-зеленый цвет.

Алюминий Al3+

1) Гидроксиды щелочных металлов образуют белый студенистый
осадок Al(OH)3,растворимый в кислотах с образованием соли
соответствующей кислоты; он также растворим в растворах щелочей с
образованием комплексных ионов [Al(OH)4]-:
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]- (Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства)
В отличие от гидроксида цинка, Al(OH)3 не растворяется в NH4OH.

Хром
Cr 3+

1) Окислители (например, перманганат калия, пероксид водорода,
бромная вода) превращают зеленые или фиолетовые соединения
хрома (III) в соединения хрома (VI)- хроматы СrO42- (желтого
цвета) в щелочной среде или дихроматы Cr2O72- (оранжевого
цвета) в кислой среде.
Катионы Ag+ и Ba2+ осаждают хроматы СrO42- и
дихроматы Cr2O72-
Осадок кирпичного цвета
2) Гидроксиды щелочных металлов образуют серо-голубой осадок
Сr(OH)3, проявляющий амфотерные свойства - растворяется в
растворах кислот и в избытке щелочей и NH4OH.

Железо
Fe 3+

1) Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль)
образует темно-синий осадок берлинской лазури; 4K4[Fe(CN)6] +
4Fe3+ →12К + + 4КFeIII[FeII(CN)6]
2) Гидроксиды щелочных металлов и NH4OH образуют гидроксид
железа (III) красно-бурого цвета, растворимый в кислотах и
нерастворимый в избытке щелочей (отличие от гидроксидов
алюминия и хрома). Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3
3) Роданид калия или аммония вызывает кроваво
красное окрашивание раствора
FeCl3 + 3NH4SCN → 3NH4Cl + Fe(SCN)3

Железо
Fe2+

1) Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль)
образует темно-синий осадок турнбуллевой сини;
3K3[Fe(CN)6] + 3Fe2+ → 3KFeII[FeIII(CN)6] + 6K+
Недавно было установлено, что берлинская лазурь и турнбуллева синь
– это одно и то же вещество, т.к. комплексы, образующиеся в данных
реакциях находятся между собой в равновесии:
KFeIII[FeII(CN)6] ↔ KFeII[FeIII(CN)6]

Цинк
Zn2+

1) Гидроксиды щелочных металлов образуют
белый амфотерный осадок Zn(OH)2, который растворим в NH4OH c
образованием комплексных соединений:
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2

Никель
Ni2+

1) Гидроксид натрия образует бледно
зеленый студенистый осадок Ni(OH)2; . Осадок растворим в кислотах
и в NH4OH и нерастворим в избытке щелочи.
2) Сероводород не осаждает NiS из сильнокислых растворов; черный
осадок сульфида никеля образуется только при рН 4 – 5.

Серебро
Ag+

1) Соляная кислота дает белый творожистый осадок, растворимый
в аммиаке, при подкислении HNO3 аммиачного раствора снова
выпадает белый осадок;
Ag+ + Cl- → AgCl
AgCl + 2NH4OH → [Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O
[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H+ → AgCl + 2NH4+
2) Сероводород осаждает черный сульфид серебра;

Медь
Cu2+

1) Растворы солей Сu2+ окрашены в голубой
цвет; Cu2+ окрашивает пламя в зеленый цвет.
2) Сероводород образует черный осадок сульфида меди CuS; Осадок
нерастворим в соляной и серной кислотах, но растворяется в горячей
концентрированной НNO3.
3) Гидроксиды щелочных металлов осаждают голубой осадок
Сu(OH)2, который при нагревании дегидратируется и превращается в
черный осадок оксида меди CuO:
Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2
Cu(OH)2 → CuO + H2O
Гидроксид меди растворяется в концентрированных растворах
аммиака, образуя аммиакат меди интенсивно синего цвета (реактив
Швейцера; растворяет целлюлозу):
Cu(OH)2 + 4NH3 →[Cu(NH 3)4]2+ + 2OH

Анион

Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного аниона,
открываемый минимум (чувствительность реакции)

F-

1) AgNO3 не образует осадка, т.к. фторид серебра растворим в воде (в
отличие от других галогенидов серебра).
2) Хлорид кальция дает белый осадок фторида кальция.

Cl-

1) В азотнокислой среде AgNO3 дает белый осадок, растворимый в NH4OH.

Br-

1) В азотнокислой среде AgNO3 образует светло-желтый осадок.
2) Хлорная вода окисляет бромид-анион до свободного брома, который
окрашивает органический растворитель в соломенно-желтый цвет. 2Br- +
Cl2 → 2Cl- + Br2

I-

1) Нитрат серебра образует темно-желтый осадок AgI, нерастворимый в
растворах HNO3, и NH4OH (в отличие от хлоридов и бромидов серебра,
растворимых в аммиаке).
2) Хлорная вода окисляет йодид-анион до йода: 2I- + Cl2 → I 2 + 2Cl
Выделившийся йод можно распознать с помощью крахмала, который
окрашивается йодом в синий цвет, или, взбалтывая раствор с органическим
растворителем, который приобретает красновато-фиолетовую окраску.
При прибавлении избытка хлорной воды окраска исчезает, т.к. свободный
йод окисляется до бесцветной йодноватой кислоты: I2 + 5Cl2 +
6H2O →2HIO 3 + 10H+ + 10Cl
Другие окислители (перманганат калия, дихромат калия и др.) в кислом
растворе также окисляют йодид-анион до йода:
Cr2O7 2- + 2I- + 14H+ → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
2MnO4- + 10I- + 16H+ → 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O

S2-

1) Хлористоводородная и др. кислоты при взаимодействии с сульфидами
выделяют сероводород, который имеет запах тухлых яиц: S2- + 2H+ → H2S
2) Сульфид-анион с катионами многих тяжелых металлов образует
разноцветные осадки: ZnS (белый), CdS (желтый), CuS, PbS, NiS (черный),
HgS (красный) и др.

SO32-

1) Йодная вода или раствор перманганата калия обесцвечивается.
2) Разбавленные минеральные кислоты выделяют сернистый газ SO2,
который обесцвечивает раствор KMnO4 или йода.

SO42-

1) Хлорид бария дает белый осадок, нерастворимый в HNO3:Ba2+ + SO42-
→ BaSO4

CO32-

1) Минеральные кислоты разлагают карбонаты (и гидрокарбонаты) с
образованием углекислого газа СO2, который с известковой водой образует
белый осадок:
CO32- + 2H+ → H2O + CO2 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3

SiO32-

1) Минеральные кислоты выделяют гель кремниевой кислоты

СН3СОО-

1) При растирании в ступке уксуснокислой соли с гидросульфатом калия
появляется характерный запах уксусной кислоты (сильная кислота вытесняет
из соли слабую):CH3COOK + KHSO4  → CH3COOH + K2SO4
3) Этиловый спирт (в присутствии концентрированной Н2SO4) образует
сложной эфир, имеющий специфический фруктовый запах