Номер 4, страница 205 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

4. Составьте молекулярные и, где это возможно, ионные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие переходы:

$N_2 \xrightarrow{1} NH_3 \xrightarrow{2} (NH_4)_2HPO_4 \xrightarrow{3} NH_4Cl \xrightarrow{4} NH_4NO_3$.

1) Для осуществления перехода $N_2 \rightarrow NH_3$ (получение аммиака из азота) используется промышленный процесс Габера-Боша — реакция азота с водородом при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора.

Молекулярное уравнение:

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

Данная реакция является гомогенной газофазной, все участники — неэлектролиты. Следовательно, ионные уравнения для нее не составляются.

Ответ: Молекулярное уравнение: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$. Ионное уравнение для данной реакции составить невозможно.

2) Для осуществления перехода $NH_3 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$ (получение гидрофосфата аммония) необходимо провести реакцию нейтрализации между основанием (аммиаком) и кислотой (ортофосфорной).

Молекулярное уравнение:

$2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$

В водном растворе аммиак и ортофосфорная кислота являются слабыми электролитами, а гидрофосфат аммония — растворимая соль, сильный электролит, диссоциирующий на ионы $2NH_4^+$ и $HPO_4^{2-}$.

Полное и сокращенное ионное уравнение (в данном случае они совпадают, так как в левой части нет сильных электролитов, которые можно было бы сократить):

$2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + HPO_4^{2-}$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$. Сокращенное ионное уравнение: $2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + HPO_4^{2-}$.

3) Для осуществления перехода $(NH_4)_2HPO_4 \rightarrow NH_4Cl$ (получение хлорида аммония) можно использовать реакцию ионного обмена. Необходимо добавить к раствору гидрофосфата аммония растворимую соль, содержащую хлорид-ионы, катион которой образует нерастворимый осадок с гидрофосфат-ионом. Таким реагентом может быть хлорид бария ($BaCl_2$).

Молекулярное уравнение:

$(NH_4)_2HPO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NH_4Cl + BaHPO_4\downarrow$

Для составления ионных уравнений учтем, что $(NH_4)_2HPO_4$, $BaCl_2$ и $NH_4Cl$ — растворимые соли (сильные электролиты), а $BaHPO_4$ — нерастворимый осадок.

Полное ионное уравнение:

$2NH_4^+ + HPO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow 2NH_4^+ + 2Cl^- + BaHPO_4\downarrow$

Сократив ионы-наблюдатели ($2NH_4^+$ и $2Cl^-$), получим сокращенное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + HPO_4^{2-} \rightarrow BaHPO_4\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $(NH_4)_2HPO_4 + BaCl_2 \rightarrow 2NH_4Cl + BaHPO_4\downarrow$. Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + HPO_4^{2-} \rightarrow BaHPO_4\downarrow$.

4) Для осуществления перехода $NH_4Cl \rightarrow NH_4NO_3$ (получение нитрата аммония) также используется реакция ионного обмена. К раствору хлорида аммония необходимо добавить реагент, который свяжет ионы хлора в осадок. Таким реагентом является нитрат серебра ($AgNO_3$), так как хлорид серебра ($AgCl$) нерастворим.

Молекулярное уравнение:

$NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow NH_4NO_3 + AgCl\downarrow$

Учтем, что $NH_4Cl$, $AgNO_3$ и $NH_4NO_3$ — растворимые соли (сильные электролиты), а $AgCl$ — нерастворимый осадок.

Полное ионное уравнение:

$NH_4^+ + Cl^- + Ag^+ + NO_3^- \rightarrow NH_4^+ + NO_3^- + AgCl\downarrow$

Сократив ионы-наблюдатели ($NH_4^+$ и $NO_3^-$), получим сокращенное ионное уравнение:

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow NH_4NO_3 + AgCl\downarrow$. Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$.