Условие задачи
Составьте формулы солей натрия, кальция и алюминия азотной, серной и фосфорной кислот. Используя таблицу растворимости, определите, какие соли растворимы в воде.
Решение
Нам необходимо составить соли, в которых положительные ионы – натрий (Na⁺), кальций (Ca²⁺) и алюминий (Al³⁺), а отрицательные – соответствующих кислотных анионов азотной (NO₃⁻), серной (SO₄²⁻) и фосфорной (PO₄³⁻) кислот. При составлении формул соли подбираются так, чтобы суммарный заряд составного соединения был равен нулю. После чего, с помощью общих правил растворимости, определим, какие из них хорошо растворимы в воде.
──────────────────────────────
1. Получение формул солей
А) Соли азотной кислоты (анион NO₃⁻):
1. Натрий – азотная кислота
NaNO₃
(так как Na⁺ + NO₃⁻ → NaNO₃)
2. Кальций – азотная кислота
Ca(NO₃)₂
(так как Ca²⁺ + 2 NO₃⁻ → Ca(NO₃)₂)
3. Алюминий – азотная кислота
Al(NO₃)₃
(так как Al³⁺ + 3 NO₃⁻ → Al(NO₃)₃)
Б) Соли серной кислоты (анион SO₄²⁻):
1. Натрий – серная кислота
Na₂SO₄
(так как 2 Na⁺ + SO₄²⁻ → Na₂SO₄)
2. Кальций – серная кислота
CaSO₄
(так как Ca²⁺ + SO₄²⁻ → CaSO₄)
3. Алюминий – серная кислота
Al₂(SO₄)₃
(так как 2 Al³⁺ + 3 SO₄²⁻ → Al₂(SO₄)₃)
В) Соли фосфорной кислоты (анион PO₄³⁻):
1. Натрий – фосфорная кислота
Na₃PO₄
(так как 3 Na⁺ + PO₄³⁻ → Na₃PO₄)
2. Кальций – фосфорная кислота
Ca₃(PO₄)₂
(так как 3 Ca²⁺ + 2 PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂)
3. Алюминий – фосфорная кислота
AlPO₄
(так как Al³⁺ + PO₄³⁻ → AlPO₄)
──────────────────────────────
2. Определение растворимости по таблице растворимости
Общие правила растворимости, применимые к данным солям:
• Все соли натрия (Na⁺) обычно хорошо растворимы в воде.
• Соли азотной кислоты (с анионом NO₃⁻) всегда растворимы.
• Соли серной кислоты в целом растворимы, однако соли некоторых металлов могут иметь ограниченную растворимость:
– Na₂SO₄ – хорошо растворима (натрий всегда дает растворимые соли).
– CaSO₄ – имеет умеренную (ограниченную) растворимость; принято считать, что она слабо растворима (обычно в задачах её относят к нерастворимым или слабо растворимым солям).
– Al₂(SO₄)₃ – растворим в воде.
• Соли фосфорной кислоты:
– Na₃PO₄ – растворим, так как натриевые соли растворимы.
– Ca₃(PO₄)₂ и AlPO₄ –, согласно общим правилам, почти все фосфаты, за исключением солей щелочных металлов, являются нерастворимыми.
Таким образом:
• Растворимы в воде:
– NaNO₃, Ca(NO₃)₂, Al(NO₃)₃,
– Na₂SO₄, Al₂(SO₄)₃ (с учетом того, что CaSO₄ плохо растворим),
– Na₃PO₄.
• Практически нерастворимы (образуют осадок):
– Ca₃(PO₄)₂, AlPO₄
– CaSO₄ можно отнести к мало растворимым солям.
──────────────────────────────
3. Ответ
Составленные формулы солей и их растворимость:
А) Соли азотной кислоты:
1. NaNO₃ – растворим.
2. Ca(NO₃)₂ – растворим.
3. Al(NO₃)₃ – растворим.
Б) Соли серной кислоты:
4. Na₂SO₄ – растворим.
5. CaSO₄ – плохо растворим (слабо растворим).
6. Al₂(SO₄)₃ – растворим.
В) Соли фосфорной кислоты:
7. Na₃PO₄ – растворим.
8. Ca₃(PO₄)₂ – нерастворим.
9. AlPO₄ – нерастворим.
──────────────────────────────
Заключение
Мы составили формулы солей натрия, кальция и алюминия для каждой из кислот (азотной, серной и фосфорной) и, используя таблицу растворимости, определили, что все соли с натрием и все соли азотной кислоты растворимы, а из солей серной кислоты лишь CaSO₄ имеет низкую растворимость. Из солей фосфорной кислоты только натриевая соль растворима, в то время как кальциевая и алюминиевая фосфаты образуют осадок.