2019-06-21
Имеется шесть пробирок с водными растворами солей, содержащих соответственно ионы $Al^{3 +}, Cu^{2 +}, K^{+}, SO_{3}^{2 -}, S^{2 -}, I^{-}$. Как можно удалить эти ионы из раствора? Предложить максимальное число способов. Написать уравнения протекающих реакций.
Решение:
Ионы $Al^{3 +}$ можно осадить в виде гидроксида алюминия действием разбавленных растворов (без избытка) щелочей или водного раствора аммиака, карбонатов и сульфидов щелочных металлов, например:
$AlCl_{3} + 3KOH = Al(OH)_{3} \downarrow + 3KCl$
$AlCl_{3} + 3NH_{3} + 3H_{2}O = Al (OH)_{3} \downarrow + 3NH_{4}Cl$
$2AlCl_{3} + 3Na_{2}CO_{3} + 3H_{2}O = 2Al (OH)_{3} \downarrow + 6NaCl + 3CO_{2} \uparrow$
$2AlCl_{3} + 3K_{2}S + 6H_{2}O = 2Al (OH)_{3} \downarrow + 6KCl + 3H_{2}S \uparrow$
Ионы $Cu^{2 +}$ можно удалить путем осаждения их в виде гидроксида, сульфида, основного карбоната, например:
$Cu (NO_{3})_{2} + 2KOH = Cu (OH)_{2} \downarrow + 2KNO_{3}$
$Cu (NO_{3})_{2} + H_{2}S = CuS \downarrow + 2HNO_{3}$
$2Cu (NO_{3})_{2} + 2Na_{2}CO_{3} + H_{2}O = Cu (OH)_{2} \cdot CuCO_{3} \downarrow + 4NaNO_{3} + CO_{2}$
а также методом электролиза: на катоде $Cu^{2 +} + 2 \bar {e} = Cu^{0}$.
Для удаления ионов $K^{ +}$ наиболее применимы реакции осаждения, например, с винной или хлорной кислотами:
$KCl + H_{2}C_{4}H_{4}O_{6} = KHC_{4}H_{4}O_{6} \downarrow + HCl$
$KCl + HClO_{4} = KClO_{4} \downarrow + HCl$
Ионы $SO_{3}^{2 -}$ можно осадить с помощью водных растворов солей кальция, стронция, бария, например:
$Na_{2}SO_{3} + BaCl_{2} = BaSO_{4} \downarrow + 2NaCl$.
Чтобы удалить ионы $S^{2 -}$, действуют растворами, содержащими растворимые соли свинца, меди, серебра и др., например:
$Na_{2}S + Pb (NO_{3})_{2} = PbS \downarrow + 2NaNO_{3}$
$Na_{2}S + CuCl_{2} = CuS \downarrow + 2NaCl$
$Na_{2}S + 2AgNO_{3} = Ag_{2}S + 2NaNO_{3}$
Характерным для ионов $I^{-}$ является образование осадка с растворимыми солями серебра, свинца, ртути и др., например:
$KI + AgNO_{3} = AgI + KNO_{3}$
$2KI + Pb (NO_{3})_{2} = PbI\downarrow + 2KNO_{3}$
$2KI + Hg (NO_{3})_{2} = HgI_{2} + 2KNO_{3}$
Йодид-ионы можно также удалить окислением их до свободного йода, например:
$2KI + Cl_{2} = I_{2} + 2KCl$