1. Соли металлов применяются для окрашивания фейерверков в различный цвет. Один из способов качественного анализа «сухим методом» — окрашивание пламени катионами металлов. Определите, в какой цвет окрасят фейерверк ионы натрия и бария.
2. Даны растворы солей, содержащие катионы Zn²⁺ и Fe²⁺. При добавлении гидроксида натрия к указанным растворам образовались нерастворимые соединения. Запишите цвет и состав образовавшихся осадков и сокращённое ионное уравнение.
3. Установите соответствие между анионом, качественным реагентом и результатом наблюдений:
Анионы: I) CO₃²⁻, II) Br⁻, III) SO₄²⁻
Качественный реагент: А) Ag⁺, Б) Ca²⁺, В) Ba²⁺
Результат: 1) светло-жёлтый осадок, 2) белый осадок, нерастворимый в кислотах, 3) белый осадок, растворимый в кислотах.

1. Окрашивание пламени ионами натрия и бария

Соли некоторых металлов при внесении в пламя окрашивают его в характерные цвета. Это свойство используется в качественном анализе веществ, а также при изготовлении фейерверков.

• Ионы натрия (Na⁺) окрашивают пламя в ярко-жёлтый цвет.

• Ионы бария (Ba²⁺) окрашивают пламя в жёлто-зелёный (яблочно-зелёный) цвет.

Окрашивание пламени объясняется тем, что при нагревании электроны атомов переходят на более высокие энергетические уровни. При возвращении в исходное состояние они испускают свет определённых длин волн, что и создаёт характерную окраску.

Ответ: Na⁺ — жёлтый цвет; Ba²⁺ — жёлто-зелёный цвет.

2. Взаимодействие катионов Zn²⁺ и Fe²⁺ с гидроксидом натрия

При добавлении раствора гидроксида натрия (NaOH) к растворам солей, содержащих катионы цинка и железа(II), образуются малорастворимые гидроксиды, выпадающие в осадок.

А) Катионы цинка Zn²⁺

При взаимодействии ионов цинка с гидроксид-ионами образуется гидроксид цинка Zn(OH)₂.

• Цвет осадка: белый.

• Состав осадка: Zn(OH)₂.

• Характер осадка: белый студенистый (желеобразный).

Сокращённое ионное уравнение:

Гидроксид цинка является амфотерным соединением, поэтому растворяется в избытке раствора гидроксида натрия с образованием комплексного соединения.

Б) Катионы железа(II) Fe²⁺

При взаимодействии ионов железа(II) с гидроксид-ионами образуется гидроксид железа(II) Fe(OH)₂.

• Цвет осадка: светло-зелёный (грязно-зелёный).

• Состав осадка: Fe(OH)₂.

• Особенность: на воздухе осадок постепенно буреет вследствие окисления кислородом до гидроксида железа(III).

Сокращённое ионное уравнение:

Ответ ко второму заданию:

3. Установление соответствия между анионами, реагентами и результатами наблюдений

Рассмотрим качественные реакции для каждого аниона.

I) Карбонат-ион CO₃²⁻

Качественным реагентом из предложенных вариантов являются ионы кальция Ca²⁺ (Б).

При их взаимодействии с карбонат-ионами образуется белый осадок карбоната кальция CaCO₃.

Сокращённое ионное уравнение:

Карбонат кальция растворяется в кислотах с выделением углекислого газа:

Наблюдение: белый осадок, растворимый в кислотах (3).

Соответствие: I — Б — 3.

II) Бромид-ион Br⁻

Качественным реагентом являются ионы серебра Ag⁺ (А).

При взаимодействии бромид-ионов с ионами серебра образуется малорастворимый бромид серебра AgBr.

Сокращённое ионное уравнение:

Наблюдение: светло-жёлтый осадок (1).

Соответствие: II — А — 1.

III) Сульфат-ион SO₄²⁻

Качественным реагентом являются ионы бария Ba²⁺ (В).

При взаимодействии сульфат-ионов с ионами бария образуется нерастворимый сульфат бария BaSO₄.

Сокращённое ионное уравнение:

Наблюдение: белый осадок, нерастворимый в кислотах (2).

Соответствие: III — В — 2.

Итоговая таблица соответствий

Краткие ответы на все три задания

1. Окраши