Номер 11, страница 45 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Серная кислота в растворе вступает в реакцию ионного обмена с веществами, формулы которых

1) $KNO_3$

2) $BaCl_2$

3) $Na_2CO_3$

4) $CuO$

5) $NH_4Cl$

Решение

Реакции ионного обмена в растворах протекают до конца (являются необратимыми) только в том случае, если в результате реакции образуется:

• осадок (нерастворимое вещество);
• газ;
• слабый электролит (например, вода, слабая кислота или слабое основание).

Рассмотрим взаимодействие серной кислоты ($H_2SO_4$), являющейся сильной кислотой, с каждым из предложенных веществ.

1) KNO₃ (нитрат калия)

Нитрат калия - это соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HNO_3$).

Предполагаемое уравнение реакции: $H_2SO_4 + 2KNO_3 \rightleftharpoons K_2SO_4 + 2HNO_3$.

Все вещества, участвующие в реакции (и реагенты, и продукты), являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде. В результате реакции не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Следовательно, реакция ионного обмена не протекает.

Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + 2NO_3^- \rightleftharpoons 2K^+ + SO_4^{2-} + 2H^+ + 2NO_3^-$.

Сокращенного ионного уравнения нет, так как все ионы являются "ионами-наблюдателями".

Ответ: реакция ионного обмена не идет.

2) BaCl₂ (хлорид бария)

Хлорид бария - растворимая соль. При реакции с серной кислотой образуется сульфат бария ($BaSO_4$), который, согласно таблице растворимости, является нерастворимым веществом и выпадает в виде белого осадка.

Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$.

Образование осадка является условием протекания реакции ионного обмена.

Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2H^+ + 2Cl^-$.

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$.

Ответ: реакция ионного обмена идет.

3) Na₂CO₃ (карбонат натрия)

Карбонат натрия - соль слабой угольной кислоты ($H_2CO_3$) и сильного основания ($NaOH$). При реакции с сильной кислотой (серной) образуется слабая и неустойчивая угольная кислота, которая тут же разлагается на углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$).

Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2CO_3$, где $H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$.

Итоговое молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$.

Образование газа ($CO_2$) и слабого электролита ($H_2O$) является условием протекания реакции.

Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + H_2O + CO_2 \uparrow$.

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

Ответ: реакция ионного обмена идет.

4) CuO (оксид меди(II))

Оксид меди(II) - это основный оксид, который нерастворим в воде, но реагирует с кислотами. Реакции между кислотами и основными оксидами являются реакциями обмена. В результате взаимодействия образуется соль и вода.

Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + CuO \rightarrow CuSO_4 + H_2O$.

Образование слабого электролита (воды) является движущей силой этой реакции.

Сокращенное ионное уравнение (учитывая, что $CuO$ - твердое вещество): $2H^+ + CuO(тв.) \rightarrow Cu^{2+} + H_2O$.

Ответ: реакция ионного обмена идет.

5) NH₄Cl (хлорид аммония)

Хлорид аммония - это соль, образованная слабым основанием ($NH_4OH$) и сильной кислотой ($HCl$). Серная кислота также является сильной кислотой, поэтому она не может вытеснить соляную кислоту из ее соли в растворе.

Предполагаемое уравнение реакции: $H_2SO_4 + 2NH_4Cl \rightleftharpoons (NH_4)_2SO_4 + 2HCl$.

Все вещества в данной системе являются растворимыми сильными электролитами. Осадка, газа или слабого электролита не образуется. Реакция обратима и не идет в значительной степени.

Ответ: реакция ионного обмена не идет.

Таким образом, серная кислота в растворе вступает в реакцию ионного обмена с веществами, формулы которых приведены под номерами 2, 3 и 4.

Ответ: 234