Лабораторный опыт № 31, страница 255 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Решение

1-я пробирка

В первой пробирке взаимодействуют силикат натрия ($Na_2SiO_3$) и серная кислота ($H_2SO_4$). Эта реакция является реакцией обмена, в ходе которой более сильная серная кислота вытесняет из соли более слабую и нерастворимую кремниевую кислоту ($H_2SiO_3$). В результате наблюдается образование гелеобразного осадка.

Молекулярное уравнение реакции:

$Na_2SiO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2SiO_3 \downarrow$

Полное ионное уравнение (в растворе силикат натрия, серная кислота и сульфат натрия диссоциируют на ионы):

$2Na^+ + SiO_3^{2-} + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + H_2SiO_3 \downarrow$

Сокращенное ионное уравнение (показывает суть химического процесса, ионы $Na^+$ и $SO_4^{2-}$ являются "зрителями" и сокращаются):

$2H^+ + SiO_3^{2-} \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow$

Ответ: Происходит реакция с образованием осадка кремниевой кислоты.

Молекулярное уравнение: $Na_2SiO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2SiO_3 \downarrow$

Полное ионное уравнение: $2Na^+ + SiO_3^{2-} + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + H_2SiO_3 \downarrow$

Сокращенное ионное уравнение: $2H^+ + SiO_3^{2-} \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow$

2-я пробирка

Во второй пробирке взаимодействуют карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и азотная кислота ($HNO_3$). Сильная азотная кислота вытесняет из соли слабую угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая неустойчива и сразу же разлагается на углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$). Наблюдается "вскипание" раствора из-за выделения пузырьков газа.

Молекулярное уравнение реакции:

$Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение:

$2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow 2Na^+ + 2NO_3^- + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения ионов- "зрителей" $Na^+$ и $NO_3^-$):

$2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Происходит реакция с выделением углекислого газа.

Молекулярное уравнение: $Na_2CO_3 + 2HNO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение: $2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow 2Na^+ + 2NO_3^- + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение: $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$

3-я пробирка

В третьей пробирке смешивают растворы нитрата натрия ($NaNO_3$) и серной кислоты ($H_2SO_4$). Нитрат натрия — соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой ($HNO_3$). Серная кислота также является сильной. В водном растворе все исходные вещества и возможные продукты ($Na_2SO_4$ и $HNO_3$) являются сильными электролитами и полностью диссоциированы на ионы. Условия для протекания реакции ионного обмена (образование осадка, газа или слабого электролита) не выполняются. Следовательно, в данных условиях реакция не идет.

$2NaNO_3 + H_2SO_4 \nrightarrow$

Если записать ионное уравнение, все ионы сократятся, что подтверждает отсутствие реакции.

$2Na^+ + 2NO_3^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + 2H^+ + 2NO_3^-$

Ответ: Реакция не протекает, так как в растворе не образуется ни осадок, ни газ, ни слабый электролит. Все вещества в растворе остаются в виде ионов.

При каких условиях соли взаимодействуют с кислотами?

Взаимодействие солей с кислотами относится к реакциям ионного обмена. Такие реакции протекают до конца только в тех случаях, когда один из продуктов реакции уходит из сферы реакции. Для системы "соль + кислота" это означает, что реакция будет идти, если:

1. Образуется нерастворимое вещество (выпадает осадок). Чаще всего это новая, нерастворимая кислота, как в опыте 1 ($H_2SiO_3$).
2. Выделяется газ. Обычно это происходит, когда образуется неустойчивая кислота, которая разлагается с выделением газа, как в опыте 2 ($H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2$).
3. Образуется слабый электролит (например, вода или более слабая кислота, чем исходная). Это условие является обобщающим для предыдущих двух.

В общем виде правило можно сформулировать так: более сильная кислота вытесняет более слабую кислоту из её соли, или более летучая кислота вытесняется менее летучей (при нагревании).

Ответ: Соли взаимодействуют с кислотами, если в результате реакции образуется осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (например, более слабая кислота, чем та, что вступает в реакцию).