schoolХимия
verifiedРешено AI
Решение задачи по химии: определение веществ X и Y
help_outlineУсловие задачи
Даны две пробирки с раствором вещества X. В одну из них добавили раствор сульфата железа(II) и наблюдали образование серо-зеленого осадка. В другую пробирку добавили раствор вещества Y. В результате произошла реакция, которую описывает сокращенное ионное уравнение Ca2+ + 2F– → CaF2 Из предложенного перечня выберите вещества, которым соответствуют X и Y, участвующие в описанных реакциях. 1) гидроксид кальция 2) плавиковая кислота 3) иодоводород 4) аммиак 5) фторид калия Почепу фторид калия , а не плавикова кислота ?
lightbulbКраткий ответ
Вещество X - гидроксид кальция (Ca(OH)2), вещество Y - фторид калия (KF). Реакции объясняются образованием осадка гидроксида железа(II) и фторида кальция.
Подробное решение
Для решения данной задачи проанализируем условия химических реакций и выберем соответствующие вещества из предложенного списка.
Задание
Из предложенного перечня выберите вещества X и Y:
1) гидроксид кальция \( Ca(OH)_2 \)
2) плавиковая кислота \( HF \)
3) иодоводород \( HI \)
4) аммиак \( NH_3 \) (раствор)
5) фторид калия \( KF \)
Решение:
1. Определение вещества X:
В первую пробирку с веществом X добавили сульфат железа(II) \( FeSO_4 \) и наблюдали образование серо-зеленого осадка. Серо-зеленый осадок — это гидроксид железа(II) \( Fe(OH)_2 \). Следовательно, вещество X должно содержать гидроксид-ионы \( OH^- \). Из списка этому условию соответствует гидроксид кальция.
Уравнение реакции:
\[ FeSO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + CaSO_4 \]
Вещество X — 1 (гидроксид кальция).
2. Определение вещества Y:
Во вторую пробирку к веществу X (гидроксиду кальция) добавили вещество Y. Сокращенное ионное уравнение реакции:
\[ Ca^{2+} + 2F^- \rightarrow CaF_2 \downarrow \]
Это уравнение показывает, что в реакции участвуют сильные электролиты, которые полностью диссоциируют на ионы.
Выбор между плавиковой кислотой (2) и фторидом калия (5):
Плавиковая кислота \( HF \) является слабым электролитом. В ионных уравнениях слабые электролиты записываются в виде молекул, а не ионов. Если бы реагировала плавиковая кислота, сокращенное ионное уравнение выглядело бы так:
\[ Ca(OH)_2 + 2HF \rightarrow CaF_2 \downarrow + 2H_2O \]
\[ Ca^{2+} + 2OH^- + 2HF \rightarrow CaF_2 \downarrow + 2H_2O \]
Это не соответствует условию задачи.
Фторид калия \( KF \) — это растворимая соль, сильный электролит. Он полностью диссоциирует на ионы:
\[ KF \rightarrow K^+ + F^- \]
При взаимодействии с гидроксидом кальция (в разбавленном растворе):
\[ Ca(OH)_2 + 2KF \rightarrow CaF_2 \downarrow + 2KOH \]
Полное ионное уравнение:
\[ Ca^{2+} + 2OH^- + 2K^+ + 2F^- \rightarrow CaF_2 \downarrow + 2K^+ + 2OH^- \]
Сокращенное ионное уравнение:
\[ Ca^{2+} + 2F^- \rightarrow CaF_2 \downarrow \]
Это полностью соответствует условию.
Вещество Y — 5 (фторид калия).
Ответ: X — 1, Y — 5.
Почему фторид калия, а не плавиковая кислота?
Основная причина заключается в правилах составления ионных уравнений. В сокращенном ионном уравнении, данном в условии, фтор записан в виде иона \( F^- \). Это означает, что исходное вещество должно быть сильным электролитом, способным к полной диссоциации.
Плавиковая кислота \( HF \) — слабый электролит, ее молекулы в растворе практически не распадаются на ионы, поэтому в ионных уравнениях она всегда пишется в молекулярном виде \( HF \).
Фторид калия \( KF \) — типичная соль, сильный электролит, который в растворе существует в виде ионов \( K^+ \) и \( F^- \). Именно поэтому для данного сокращенного уравнения подходит только фторид калия.