Номер 6, страница 159 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. Реакция ионного обмена возможна между веществами, формулы которых

1) $K_2CO_3$ и $LiNO_3$

2) $Na_2CO_3$ и $H_2SO_4$

3) $Al_2(SO_4)_3$ и $MgCl_2$

4) $HNO_3$ и $FeSO_4$

Решение

Реакции ионного обмена в водных растворах электролитов протекают до конца (считаются возможными) только в том случае, если в результате взаимодействия ионов образуется хотя бы один из следующих продуктов:

• нерастворимое или малорастворимое вещество (выпадает осадок $\downarrow$);
• газообразное вещество (выделяется газ $\uparrow$);
• слабый электролит (например, вода $H_2O$, слабая кислота или слабое основание).

Проанализируем каждую пару предложенных веществ.

1) $K_2CO_3$ и $LiNO_3$

При смешивании растворов карбоната калия и нитрата лития могла бы произойти следующая реакция:

$K_2CO_3 + 2LiNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + Li_2CO_3$

Продукты реакции — нитрат калия ($KNO_3$) и карбонат лития ($Li_2CO_3$). Согласно таблице растворимости, $KNO_3$ хорошо растворим в воде. $Li_2CO_3$ является малорастворимым веществом, но его растворимость достаточна, чтобы в разбавленных растворах реакция не шла до конца. Таким образом, видимых признаков реакции (образование обильного осадка) может не наблюдаться, и реакция считается обратимой.

2) $Na_2CO_3$ и $H_2SO_4$

При взаимодействии карбоната натрия (соль) и серной кислоты (сильная кислота) происходит реакция обмена:

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2CO_3$

Образующаяся в результате угольная кислота ($H_2CO_3$) является крайне неустойчивой и немедленно разлагается на воду и углекислый газ:

$H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

Суммарное уравнение реакции:

$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$

В результате реакции образуется газ ($CO_2$) и слабый электролит ($H_2O$), что является признаком необратимого протекания реакции ионного обмена. Следовательно, эта реакция возможна.

3) $Al_2(SO_4)_3$ и $MgCl_2$

При смешивании растворов сульфата алюминия и хлорида магния гипотетически могла бы произойти реакция:

$Al_2(SO_4)_3 + 3MgCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3MgSO_4$

Все исходные вещества ($Al_2(SO_4)_3$ и $MgCl_2$) и все возможные продукты ($AlCl_3$ и $MgSO_4$) являются хорошо растворимыми в воде солями и сильными электролитами. Ни осадка, ни газа, ни слабого электролита не образуется. Реакция не идет.

4) $HNO_3$ и $FeSO_4$

В этой паре азотная кислота ($HNO_3$) является сильным окислителем, а сульфат железа(II) ($FeSO_4$) содержит ион $Fe^{2+}$, который может быть окислен. Поэтому между этими веществами протекает окислительно-восстановительная реакция, а не реакция ионного обмена.

Если бы мы предположили протекание реакции обмена, то получили бы:

$2HNO_3 + FeSO_4 \rightarrow H_2SO_4 + Fe(NO_3)_2$

Все вещества в этом уравнении являются сильными электролитами, и нет никаких условий для протекания реакции обмена. Поэтому реакция ионного обмена невозможна.

Таким образом, единственная пара веществ, между которыми возможна реакция ионного обмена, идущая до конца, — это карбонат натрия и серная кислота.

Ответ:

2