Страница 54 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Приведите два примера молекулярных уравнений реакций, со-

ответствующих сокращённому ионному уравнению

$SO_2 + 2OH^{-} = SO_3^{2-} + H_2O$

Решение

Данное сокращенное ионное уравнение $SO_2 + 2OH^- = SO_3^{2-} + H_2O$ описывает взаимодействие кислотного оксида серы(IV) со щёлочью. Для написания соответствующих молекулярных уравнений необходимо подобрать реагенты, которые при взаимодействии в растворе образуют указанные ионы и молекулы. В качестве источника гидроксид-ионов ($OH^-$) следует использовать растворимое сильное основание (щёлочь). Образующийся в результате реакции сульфит-ион ($SO_3^{2-}$) должен находиться в растворе, следовательно, нужно выбрать такую щёлочь, катион которой образует растворимую соль с сульфит-ионом. Такими катионами являются, например, ионы щелочных металлов ($Na^+$, $K^+$) или ион аммония ($NH_4^+$).

Пример 1

В качестве щёлочи выберем гидроксид натрия ($NaOH$). Это сильное, хорошо растворимое основание. Продуктом реакции будет сульфит натрия ($Na_2SO_3$), который также является растворимой солью.

Молекулярное уравнение реакции:

$SO_2 + 2NaOH = Na_2SO_3 + H_2O$

Проверим, соответствует ли это уравнение заданному сокращенному ионному. Запишем полное ионное уравнение, учитывая, что $SO_2$ и $H_2O$ — молекулы, а $NaOH$ и $Na_2SO_3$ — сильные электролиты, диссоциирующие в воде:

$SO_2 + 2Na^+ + 2OH^- = 2Na^+ + SO_3^{2-} + H_2O$

Исключив одинаковые ионы ($2Na^+$) из обеих частей уравнения, получим исходное сокращенное ионное уравнение.

Пример 2

В качестве второго примера возьмём гидроксид калия ($KOH$). Это также сильная щёлочь, и продукт реакции, сульфит калия ($K_2SO_3$), растворим в воде.

Молекулярное уравнение реакции:

$SO_2 + 2KOH = K_2SO_3 + H_2O$

Проверка аналогична первому примеру. Полное ионное уравнение:

$SO_2 + 2K^+ + 2OH^- = 2K^+ + SO_3^{2-} + H_2O$

После сокращения ионов калия ($K^+$) мы снова получаем заданное сокращенное ионное уравнение.

Ответ:

1. $SO_2 + 2NaOH = Na_2SO_3 + H_2O$

2. $SO_2 + 2KOH = K_2SO_3 + H_2O$

14. Гидроксид магния необходим в строительной промышленности, для изготовления химической посуды из керамики, он также нашёл применение в медицине как нейтрализующее средство при высокой кислотности желудочного сока. Какая кислота содержится в желудочном соке? Напишите в молекулярной и ионной форме уравнение реакции нейтрализации кислоты, содержащейся в желудочном соке, с участием гидроксида магния.

Какая кислота содержится в желудочном соке?

Основным компонентом желудочного сока, который создает его кислую среду, является соляная (хлороводородная) кислота. Химическая формула этой кислоты — $HCl$.

Ответ: соляная кислота ($HCl$).

Напишите в молекулярной и ионной форме уравнение реакции нейтрализации кислоты, содержащейся в желудочном соке, с участием гидроксида магния.

Реакция нейтрализации представляет собой взаимодействие кислоты (соляной кислоты $HCl$) с основанием (гидроксидом магния $Mg(OH)_2$). В результате этой реакции образуется соль (хлорид магния $MgCl_2$) и вода ($H_2O$).

Молекулярное уравнение:
В молекулярном уравнении все вещества записываются в виде полных химических формул.
$Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$

Ионные уравнения:
Для составления ионных уравнений необходимо учесть, что сильные электролиты (соляная кислота и хлорид магния) диссоциируют на ионы в растворе, а слабые электролиты (вода) и нерастворимые вещества (гидроксид магния) записываются в молекулярной форме.
Полное ионное уравнение:
$Mg(OH)_2 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O$
Сокращенное ионное уравнение получается путем исключения ионов-наблюдателей ($Cl^-$), которые не участвуют в реакции:
$Mg(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + 2H_2O$

Ответ:
Молекулярное уравнение: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$.
Полное ионное уравнение: $Mg(OH)_2 + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O$.
Сокращенное ионное уравнение: $Mg(OH)_2 + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + 2H_2O$.

1. К солям относят все вещества, формулы которых

1) $Li_2SO_4$, $NaHCO_3$, $LiOH$

2) $CaCO_3$, $H_2SO_4$, $Na_2SiO_3$

3) $KCl$, $CuOHCl$, $CaHPO_4$

4) $SO_3$, $Na_3PO_4$, $AgNO_3$

Решение

Соли — это класс химических соединений, состоящих из катионов металла (или катиона аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка. Соли могут быть средними (например, $NaCl$), кислыми (содержат в анионе атомы водорода, способные замещаться на металл, например, $NaHCO_3$), основными (содержат в катионе гидроксогруппы $OH^-$, например, $MgOHCl$), двойными и комплексными. Для решения задачи необходимо проанализировать каждый ряд веществ.

1) $Li_2SO_4$, $NaHCO_3$, $LiOH$

В данном ряду $Li_2SO_4$ (сульфат лития) является средней солью, а $NaHCO_3$ (гидрокарбонат натрия) — кислой солью. Однако вещество $LiOH$ (гидроксид лития) относится к классу оснований (щелочей), так как состоит из катиона металла $Li^+$ и гидроксид-аниона $OH^-$. Таким образом, не все вещества в этом ряду являются солями.

2) $CaCO_3$, $H_2SO_4$, $Na_2SiO_3$

В данном ряду $CaCO_3$ (карбонат кальция) и $Na_2SiO_3$ (силикат натрия) являются средними солями. Однако вещество $H_2SO_4$ (серная кислота) относится к классу кислот, так как при диссоциации в водном растворе образует катионы водорода $H^+$. Таким образом, не все вещества в этом ряду являются солями.

3) $KCl$, $CuOHCl$, $CaHPO_4$

$KCl$ (хлорид калия) — это средняя соль, продукт полной нейтрализации гидроксида калия $KOH$ соляной кислотой $HCl$.
$CuOHCl$ (гидроксохлорид меди(II)) — это основная соль, продукт неполной нейтрализации гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$ соляной кислотой $HCl$.
$CaHPO_4$ (гидрофосфат кальция) — это кислая соль, продукт неполной нейтрализации фосфорной кислоты $H_3PO_4$ гидроксидом кальция $Ca(OH)_2$.
Все три представленных вещества относятся к классу солей.

4) $SO_3$, $Na_3PO_4$, $AgNO_3$

В данном ряду $Na_3PO_4$ (фосфат натрия) и $AgNO_3$ (нитрат серебра) являются средними солями. Однако вещество $SO_3$ (оксид серы(VI) или серный ангидрид) относится к классу кислотных оксидов. Таким образом, не все вещества в этом ряду являются солями.

Следовательно, единственным рядом, в котором все вещества являются солями, является ряд под номером 3.

Ответ: 3

2. Верны ли следующие суждения о свойствах солей?

А. Растворимые соли — сильные электролиты.

Б. Соли взаимодействуют со щелочами и кислотами, если в результате образуется осадок или газ.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба суждения верны

4) оба суждения неверны

Для выбора правильного варианта ответа необходимо проанализировать истинность каждого из предложенных суждений.

А. Растворимые соли — сильные электролиты.

Данное утверждение рассматривает свойство солей быть электролитами. Сильные электролиты – это вещества, которые при растворении в воде практически нацело диссоциируют (распадаются) на ионы. Подавляющее большинство солей, растворимых в воде, действительно являются сильными электролитами. Это связано с их ионной природой: в водном растворе ионы, составляющие кристаллическую решетку соли, переходят в раствор. Например, поваренная соль ($NaCl$) или нитрат калия ($KNO_3$) полностью диссоциируют:

$NaCl \rightarrow Na^+_{\text{(aq)}} + Cl^-_{\text{(aq)}}$

$KNO_3 \rightarrow K^+_{\text{(aq)}} + NO_3^-_{\text{(aq)}}$

Однако это правило не является абсолютным. Существуют исключения – растворимые соли, которые являются слабыми электролитами. К ним относятся, например, хлорид ртути(II) ($HgCl_2$), цианид ртути(II) ($Hg(CN)_2$) и ацетат свинца(II) ($Pb(CH_3COO)_2$). Эти вещества растворимы, но в растворе существуют преимущественно в виде недиссоциированных молекул. Поскольку утверждение А сформулировано как универсальное правило (для всех растворимых солей), наличие таких исключений делает его неверным.

Б. Соли взаимодействуют со щелочами и кислотами, если в результате образуется осадок или газ.

Это суждение описывает условия протекания реакций ионного обмена, к которым относятся взаимодействия солей с кислотами и щелочами. Реакции ионного обмена протекают до конца, если в результате образуется вещество, которое выводится из сферы реакции. К таким случаям относятся:

• образование осадка (малорастворимого вещества);
• выделение газа;
• образование слабого электролита (например, воды $H_2O$ или слабой кислоты).

Утверждение Б гласит, что реакция происходит, если образуется осадок или газ. Это является достаточным условием для протекания реакции. Например:

• Реакция соли со щелочью с образованием осадка: $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$.
• Реакция соли с кислотой с образованием газа: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$.

Если в результате потенциального взаимодействия может образоваться осадок или газ, реакция действительно будет протекать. Утверждение не утверждает, что это единственные условия (оно не исключает случай образования слабого электролита). Следовательно, с логической точки зрения, утверждение является верным.

Таким образом, суждение А является неверным, а суждение Б — верным. Следовательно, из предложенных вариантов правильным является тот, который гласит "верно только Б".

Ответ: 2

3. Химическая реакция ионного обмена невозможна между веществами, формулы которых

1) $CuCl_2$ и $NaOH$

2) $Na_2CO_3$ и $H_2SO_4$

3) $LiNO_3$ и $KCl$

4) $K_2SO_4$ и $BaCl_2$

Решение

Химическая реакция ионного обмена в водном растворе возможна (протекает до конца), если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок), газообразное вещество или слабый электролит (например, вода). Чтобы определить, какая из реакций невозможна, необходимо проанализировать продукты взаимодействия для каждой пары веществ.

1) CuCl₂ и NaOH
Хлорид меди(II) и гидроксид натрия реагируют с образованием нерастворимого гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$.
Уравнение реакции: $CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2NaCl$
Так как образуется осадок, реакция возможна.

2) Na₂CO₃ и H₂SO₄
Карбонат натрия и серная кислота реагируют с образованием угольной кислоты $H_2CO_3$, которая является слабой и неустойчивой и разлагается на воду (слабый электролит) и углекислый газ $CO_2$.
Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$
Так как выделяется газ и образуется вода, реакция возможна.

3) LiNO₃ и KCl
Нитрат лития и хлорид калия — это растворимые соли. Предполагаемые продукты реакции — хлорид лития ($LiCl$) и нитрат калия ($KNO_3$) — также являются хорошо растворимыми солями.
Уравнение реакции: $LiNO_3 + KCl \leftrightarrow LiCl + KNO_3$
В растворе все вещества находятся в виде ионов ($Li^+, NO_3^-, K^+, Cl^-$). Ни осадок, ни газ, ни слабый электролит не образуются. Следовательно, реакция ионного обмена не протекает.

4) K₂SO₄ и BaCl₂
Сульфат калия и хлорид бария реагируют с образованием нерастворимого сульфата бария $BaSO_4$.
Уравнение реакции: $K_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2KCl$
Так как образуется осадок, реакция возможна.

Таким образом, реакция ионного обмена невозможна между нитратом лития и хлоридом калия.

Ответ: 3.