Реши задание на изображении
Краткий ответ:
- В первой пробирке появляется белый осадок тиосульфата бария.
- Во второй раствор постепенно мутнеет, выпадает жёлтая сера и образуется газ SO₂.
Уравнения реакций
- Реакция с хлоридом бария:
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + BaCl_2 \rightarrow BaS_2O_3\downarrow + 2NaCl} \]
Это реакция обмена, которая протекает быстро: образуется нерастворимый тиосульфат бария.
- Реакция с соляной кислотой:
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
Это разложение тиосульфата в кислой среде. Сера вызывает помутнение раствора, а диоксид серы выделяется в виде газа.
Различие: в первой пробирке образуется один малорастворимый осадок в реакции обмена, а во второй исходное вещество разлагается с образованием серы, газа и воды; помутнение обычно нарастает постепенно.
Обсуждение
4 сообщенияНе коротко
Хорошо, распишу решение подробно.
В опыте используется раствор тиосульфата натрия \(\mathrm{Na_2S_2O_3}\). Его наливают в две пробирки, а затем добавляют разные реактивы.
1. Реакция с хлоридом бария
В первую пробирку добавляют раствор хлорида бария \(\mathrm{BaCl_2}\).
Молекулярное уравнение
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + BaCl_2 \rightarrow BaS_2O_3\downarrow + 2NaCl} \]
Образуется тиосульфат бария \(\mathrm{BaS_2O_3}\), который плохо растворим в воде, поэтому выпадает в осадок.
Наблюдение
Появляется белый осадок, раствор мутнеет.
Сокращённое ионное уравнение
В растворе вещества распадаются на ионы:
\[ \mathrm{BaCl_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2Cl^-} \]
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 \rightarrow 2Na^+ + S_2O_3^{2-}} \]
Главные ионы, участвующие в реакции:
\[ \mathrm{Ba^{2+} + S_2O_3^{2-} \rightarrow BaS_2O_3\downarrow} \]
Ионы \(\mathrm{Na^+}\) и \(\mathrm{Cl^-}\) в реакции не участвуют и остаются в растворе.
Тип реакции
Это реакция обмена, которая сопровождается образованием осадка:
\[ \boxed{\text{реакция обмена, образование белого осадка}} \]
Степени окисления элементов при этом не изменяются.
2. Реакция с соляной кислотой
Во вторую пробирку добавляют соляную кислоту \(\mathrm{HCl}\).
Сначала образуется неустойчивая тиосерная кислота \(\mathrm{H_2S_2O_3}\):
\[ \mathrm{S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2S_2O_3} \]
Тиосерная кислота сразу разлагается:
\[ \mathrm{H_2S_2O_3 \rightarrow S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
При сложении этих уравнений получаем общее сокращённое ионное уравнение:
\[ \mathrm{S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
Молекулярное уравнение
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
Наблюдение
Раствор постепенно мутнеет, потому что образуется мелкодисперсная жёлтая сера:
\[ \mathrm{S\downarrow} \]
Также выделяется газ диоксид серы:
\[ \mathrm{SO_2\uparrow} \]
Поэтому могут наблюдаться пузырьки газа и характерный резкий запах. В лаборатории вдыхать газ непосредственно нельзя.
Тип реакции
В школьной классификации это реакция разложения, потому что неустойчивая тиосерная кислота распадается на несколько веществ:
\[ \mathrm{H_2S_2O_3 \rightarrow S + SO_2 + H_2O} \]
Кроме того, это внутренняя окислительно-восстановительная реакция: атомы серы из одного тиосульфат-иона переходят в разные продукты.
Сравнение реакций
| Реактив | Что образуется | Наблюдение | Тип реакции |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{BaCl_2}\) | \(\mathrm{BaS_2O_3}\) | Белый осадок | Обменная реакция |
| \(\mathrm{HCl}\) | \(\mathrm{S}\), \(\mathrm{SO_2}\), \(\mathrm{H_2O}\) | Жёлтое помутнение, выделение газа | Разложение, внутренняя ОВР |
Итог
При взаимодействии тиосульфата натрия с хлоридом бария образуется белый осадок тиосульфата бария:
\[ \boxed{\mathrm{Na_2S_2O_3 + BaCl_2 \rightarrow BaS_2O_3\downarrow + 2NaCl}} \]
При взаимодействии с соляной кислотой тиосульфат разлагается с образованием жёлтой серы и диоксида серы:
\[ \boxed{\mathrm{Na_2S_2O_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O}} \]
Понятливей и не коротко
Разберём опыт простыми словами и по шагам.
В обеих пробирках находится раствор тиосульфата натрия:
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3} \]
К нему добавляют разные вещества, поэтому реакции идут по-разному.
1. Взаимодействие с хлоридом бария
В первую пробирку добавляют раствор хлорида бария:
\[ \mathrm{BaCl_2} \]
Что происходит
В растворе тиосульфат натрия и хлорид бария распадаются на ионы:
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 \rightarrow 2Na^+ + S_2O_3^{2-}} \]
\[ \mathrm{BaCl_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2Cl^-} \]
Ионы бария \(\mathrm{Ba^{2+}}\) соединяются с ионами тиосульфата \(\mathrm{S_2O_3^{2-}}\). Образуется тиосульфат бария. Он плохо растворяется в воде, поэтому выпадает в осадок.
Уравнение реакции
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + BaCl_2 \rightarrow BaS_2O_3\downarrow + 2NaCl} \]
Знак \(\downarrow\) означает, что образовался осадок.
Что мы наблюдаем
Раствор становится мутным, появляется белый осадок тиосульфата бария:
\[ \mathrm{BaS_2O_3\downarrow} \]
Сокращённое ионное уравнение
В реакции действительно участвуют только ионы бария и тиосульфат-ионы:
\[ \mathrm{Ba^{2+} + S_2O_3^{2-} \rightarrow BaS_2O_3\downarrow} \]
Ионы \(\mathrm{Na^+}\) и \(\mathrm{Cl^-}\) не изменяются и остаются в растворе.
Тип реакции
Это реакция обмена, потому что два сложных вещества обмениваются частями:
- натрий соединяется с хлором и образует \(\mathrm{NaCl}\);
- барий соединяется с тиосульфат-ионом и образует осадок \(\mathrm{BaS_2O_3}\).
Признаком реакции является образование осадка.
2. Взаимодействие с соляной кислотой
Во вторую пробирку добавляют соляную кислоту:
\[ \mathrm{HCl} \]
Что происходит сначала
Кислота поставляет ионы водорода:
\[ \mathrm{HCl \rightarrow H^+ + Cl^-} \]
Ионы водорода соединяются с тиосульфат-ионами. Сначала образуется тиосерная кислота:
\[ \mathrm{S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2S_2O_3} \]
Но тиосерная кислота очень неустойчива. Она сразу разлагается на:
- серу \(\mathrm{S}\);
- диоксид серы \(\mathrm{SO_2}\);
- воду \(\mathrm{H_2O}\).
Уравнение разложения:
\[ \mathrm{H_2S_2O_3 \rightarrow S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
Сера является твёрдым веществом жёлтого цвета, поэтому раствор мутнеет и приобретает желтоватый оттенок. Диоксид серы — газ, поэтому могут появиться пузырьки.
Общее уравнение реакции
Если записать весь процесс сразу, получится:
\[ \mathrm{Na_2S_2O_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
Здесь:
- \(\mathrm{S\downarrow}\) — жёлтая сера выпадает в осадок;
- \(\mathrm{SO_2\uparrow}\) — выделяется газ диоксид серы;
- \(\mathrm{NaCl}\) остаётся растворённым в воде.
Что мы наблюдаем
При добавлении соляной кислоты:
- раствор постепенно мутнеет;
- появляется жёлтый осадок серы;
- выделяется газ \(\mathrm{SO_2}\).
Диоксид серы имеет резкий запах, но специально нюхать выделяющийся газ нельзя.
Сокращённое ионное уравнение
Ионы натрия и хлора в основном уравнении не участвуют, поэтому сокращённое ионное уравнение имеет вид:
\[ \mathrm{S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O} \]
Тип реакции
Сначала происходит взаимодействие соли с кислотой, а затем образовавшаяся тиосерная кислота разлагается.
Основное превращение можно представить так:
\[ \mathrm{H_2S_2O_3 \rightarrow S + SO_2 + H_2O} \]
Это реакция разложения, потому что одно сложное вещество превращается сразу в несколько веществ.
Сравнение двух опытов
| Добавленное вещество | Что образуется | Наблюдение | Тип реакции |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{BaCl_2}\) | \(\mathrm{BaS_2O_3}\) | Белый осадок | Реакция обмена |
| \(\mathrm{HCl}\) | \(\mathrm{S}\), \(\mathrm{SO_2}\), \(\mathrm{H_2O}\) | Жёлтое помутнение и выделение газа | Разложение тиосерной кислоты |
Итоговый ответ
При взаимодействии тиосульфата натрия с хлоридом бария образуется белый осадок тиосульфата бария:
\[ \boxed{\mathrm{Na_2S_2O_3 + BaCl_2 \rightarrow BaS_2O_3\downarrow + 2NaCl}} \]
При взаимодействии тиосульфата натрия с соляной кислотой образуются жёлтая сера, диоксид серы и вода:
\[ \boxed{\mathrm{Na_2S_2O_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + S\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O}} \]
Главное различие: с хлоридом бария появляется белый осадок, а с соляной кислотой — жёлтая сера и газ.
