Номер 3, страница 44 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

3. Проделайте следующие реакции, для которых приведены сокращенные уравнения:

a) $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \to CaCO_3\downarrow$

б) $OH^{-} + H^{+} \to H_2O$

в) $Cu^{2+} + Fe^{0} \to Cu^{0} + Fe^{2+}$

г) $2H^{+} + Zn^{0} \to H_2^{0}\uparrow + Zn^{2+}$

а) Данное сокращенное ионное уравнение $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow$ описывает реакцию ионного обмена, приводящую к образованию нерастворимого осадка карбоната кальция. Чтобы осуществить эту реакцию, необходимо взять растворимую соль кальция (источник ионов $Ca^{2+}$), например, хлорид кальция $CaCl_2$, и растворимый карбонат (источник ионов $CO_3^{2-}$), например, карбонат натрия $Na_2CO_3$.

Молекулярное уравнение реакции:

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Полное ионное уравнение, учитывающее диссоциацию сильных электролитов в растворе:

$Ca^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

После сокращения ионов-наблюдателей ($Na^{+}$ и $Cl^{-}$) получается исходное сокращенное ионное уравнение.

Ответ: $CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

б) Сокращенное ионное уравнение $OH^{-} + H^{+} \rightarrow H_2O$ представляет собой реакцию нейтрализации, то есть взаимодействие кислоты и основания с образованием воды. Чтобы получить ионы гидроксида $OH^{-}$, можно использовать раствор сильного основания, например, гидроксида натрия $NaOH$. Ионы водорода $H^{+}$ предоставит сильная кислота, например, соляная кислота $HCl$.

Молекулярное уравнение реакции:

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение, в котором сильные электролиты ($NaOH$, $HCl$, $NaCl$) записаны в виде ионов, а слабый электролит (вода $H_2O$) — в молекулярном виде:

$Na^{+} + OH^{-} + H^{+} + Cl^{-} \rightarrow Na^{+} + Cl^{-} + H_2O$

Сокращение ионов-наблюдателей ($Na^{+}$ и $Cl^{-}$) приводит к исходному сокращенному ионному уравнению.

Ответ: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

в) Уравнение $Cu^{2+} + Fe^{0} \rightarrow Cu^{0} + Fe^{2+}$ — это сокращенное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции замещения. Более активный металл (железо) вытесняет менее активный металл (медь) из раствора его соли. В качестве источника ионов $Cu^{2+}$ можно взять раствор любой растворимой соли меди(II), например, сульфат меди(II) $CuSO_4$. В качестве $Fe^0$ используется металлическое железо.

Молекулярное уравнение реакции:

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

Полное ионное уравнение, где растворимые соли ($CuSO_4$ и $FeSO_4$) диссоциированы:

$Fe^{0} + Cu^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Cu^{0}$

Ион $SO_4^{2-}$ является наблюдателем и сокращается, что дает исходное сокращенное ионное уравнение.

Ответ: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

г) Уравнение $2H^{+} + Zn^{0} \rightarrow H_2 \uparrow + Zn^{2+}$ описывает реакцию замещения, в которой активный металл (цинк), стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода, вытесняет водород из раствора кислоты. В качестве источника ионов $H^{+}$ возьмем сильную кислоту, например, серную кислоту $H_2SO_4$. В качестве $Zn^0$ используется металлический цинк.

Молекулярное уравнение реакции:

$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение, где сильная кислота ($H_2SO_4$) и образовавшаяся соль ($ZnSO_4$) записаны в виде ионов:

$Zn^{0} + 2H^{+} + SO_4^{2-} \rightarrow Zn^{2+} + SO_4^{2-} + H_2 \uparrow$

После сокращения иона-наблюдателя $SO_4^{2-}$ получается исходное сокращенное ионное уравнение.

Ответ: $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$