В четырёх колбах без этикеток находятся растворы: сульфат меди (I), нитрат серебра, хлорид хрома (II), хромат натрия и дихромат натрия. Можно ли идентифицировать эти вещества, не используя химические реакции? Как идентифицировать вещества химическим способом? Составьте ионные уравнения реакций.

В условии есть явная несостыковка: перечислено пять растворов, а сказано о четырёх колбах. Дальше разбираю задачу как для пяти неизвестных растворов; иначе набор веществ задан неполно.

В условии, скорее всего, опечатка: указано четыре колбы, но перечислено пять веществ. Будем считать, что колб пять.

Идентифицировать все вещества только без химических реакций нельзя надёжно. По внешнему виду можно лишь предварительно различить некоторые растворы:

Хромат натрия Na₂CrO₄ — жёлтый раствор.
Дихромат натрия Na₂Cr₂O₇ — оранжевый раствор.
Хлорид хрома(II) CrCl₂ — обычно голубой или сине-голубой раствор, на воздухе может зеленеть из-за окисления Cr²⁺ до Cr³⁺.
Нитрат серебра AgNO₃ — бесцветный раствор.
Сульфат меди(I) Cu₂SO₄ — в школьной практике вещество проблемное: ионы Cu⁺ в воде неустойчивы, легко окисляются или диспропорционируют. Если в задаче имелся в виду обычный сульфат меди(II) CuSO₄, то раствор был бы голубым.

То есть по окраске можно узнать хромат и дихромат, но для полного и надёжного распознавания нужны химические реакции.

1. Распознавание хромата и дихромата натрия

Хромат-ион CrO₄²⁻ имеет жёлтую окраску, дихромат-ион Cr₂O₇²⁻ — оранжевую. Их можно подтвердить действием кислоты и щёлочи.

Для жёлтого раствора хромата при добавлении кислоты появляется оранжевая окраска дихромата:

Для оранжевого раствора дихромата при добавлении щёлочи появляется жёлтая окраска хромата:

Также хромат-ион можно подтвердить раствором нитрата серебра. Образуется кирпично-красный осадок хромата серебра:

Для дихромата в щелочной среде сначала получают хромат, а затем с ионами серебра также выпадает Ag₂CrO₄.

2. Распознавание нитрата серебра AgNO₃

К раствору добавляют хлорид-ион, например раствор NaCl или разбавленную HCl. Если это AgNO₃, появляется белый творожистый осадок хлорида серебра:

Осадок AgCl растворяется в растворе аммиака, что подтверждает присутствие ионов серебра:

3. Распознавание хлорида хрома(II) CrCl₂

В растворе CrCl₂ находятся ионы Cr²⁺ и Cl⁻. Хлорид-ион можно обнаружить нитратом серебра:

Но одного этого недостаточно, потому что белый AgCl показывает только наличие Cl⁻. Нужно подтвердить катион Cr²⁺.

Для этого к раствору добавляют щёлочь. Образуется осадок гидроксида хрома(II), который на воздухе легко окисляется до гидроксида хрома(III):

При окислении кислородом воздуха:

Появление осадка, изменяющего окраску из-за окисления Cr²⁺ до Cr³⁺, подтверждает хлорид хрома(II).

4. Распознавание сульфата меди(I) Cu₂SO₄

Если рассматривать формально сульфат меди(I), то в растворе должны быть ионы Cu⁺ и SO₄²⁻. Сульфат-ион обнаруживают раствором хлорида бария или нитрата бария. Выпадает белый осадок сульфата бария, нерастворимый в кислотах:

Ион Cu⁺ можно подтвердить хлорид-ионом: образуется белый осадок хлорида меди(I):

Если же в условии имелся в виду сульфат меди(II) CuSO₄, что гораздо вероятнее для школьной задачи, то катион Cu²⁺ определяют щёлочью. Образуется голубой осадок гидроксида меди(II):

А сульфат-ион всё равно подтверждается бариевой солью:

Итоговая схема распознавания

Сначала смотрят на цвет растворов: жёлтый — Na₂CrO₄, оранжевый — Na₂Cr₂O₇. Их подтверждают переходом хромат ↔ дихромат при добавлении кислоты или щёлочи:

Бесцветный раствор AgNO₃ находят по белому осадку AgCl: