Задача 5, страница 247 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Задача 5

Проведите реакции, которые выражаются сокращёнными ионными уравнениями:

а) $H^+ + OH^- = H_2O;$

б) $2H^+ + CO_3^{2-} = H_2O + CO_2\uparrow;$

в) $2H^+ + SiO_3^{2-} = H_2SiO_3\downarrow.$

Напишите уравнения проведённых реакций в молекулярном и ионном виде.

Решение

Чтобы составить молекулярные и полные ионные уравнения для заданных сокращённых ионных уравнений, необходимо подобрать реагенты, которые при диссоциации в водном растворе образуют соответствующие ионы, а в результате реакции — указанные продукты.

а) $H^+ + OH^- = H_2O$

Это сокращённое ионное уравнение реакции нейтрализации между любой сильной кислотой и любой сильной растворимой основой (щёлочью). В качестве примера возьмём реакцию между соляной кислотой ($HCl$) и гидроксидом натрия ($NaOH$).

Молекулярное уравнение:

$HCl + NaOH = NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение (учитываем, что $HCl$, $NaOH$ и $NaCl$ — сильные электролиты и полностью диссоциируют в воде, а $H_2O$ — слабый электролит):

$H^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- = Na^+ + Cl^- + H_2O$

Сократив одинаковые ионы ($Na^+$ и $Cl^-$) в левой и правой частях, получим исходное сокращённое ионное уравнение.

Ответ:
Молекулярное уравнение: $HCl + NaOH = NaCl + H_2O$
Полное ионное уравнение: $H^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- = Na^+ + Cl^- + H_2O$

б) $2H^+ + CO_3^{2-} = H_2O + CO_2 \uparrow$

Это уравнение описывает реакцию между сильной кислотой и растворимым карбонатом. В результате реакции образуется слабая и неустойчивая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая сразу разлагается на углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$). Возьмём в качестве реагентов серную кислоту ($H_2SO_4$) и карбонат калия ($K_2CO_3$).

Молекулярное уравнение:

$H_2SO_4 + K_2CO_3 = K_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Полное ионное уравнение (учитываем, что $H_2SO_4$, $K_2CO_3$ и $K_2SO_4$ — сильные растворимые электролиты):

$2H^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + CO_3^{2-} = 2K^+ + SO_4^{2-} + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сократив ионы-наблюдатели ($2K^+$ и $SO_4^{2-}$), получим заданное сокращённое ионное уравнение.

Ответ:
Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + K_2CO_3 = K_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$
Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + CO_3^{2-} = 2K^+ + SO_4^{2-} + H_2O + CO_2 \uparrow$

в) $2H^+ + SiO_3^{2-} = H_2SiO_3 \downarrow$

Это уравнение реакции между сильной кислотой и растворимым силикатом, в результате которой в осадок выпадает нерастворимая кремниевая кислота ($H_2SiO_3$). В качестве примера используем соляную кислоту ($HCl$) и силикат натрия ($Na_2SiO_3$).

Молекулярное уравнение:

$2HCl + Na_2SiO_3 = 2NaCl + H_2SiO_3 \downarrow$

Полное ионное уравнение (учитываем, что $HCl$, $Na_2SiO_3$ и $NaCl$ — сильные растворимые электролиты, а $H_2SiO_3$ — нерастворимое вещество):

$2H^+ + 2Cl^- + 2Na^+ + SiO_3^{2-} = 2Na^+ + 2Cl^- + H_2SiO_3 \downarrow$

После сокращения одинаковых ионов ($2Na^+$ и $2Cl^-$) в обеих частях уравнения, мы получим исходное сокращённое ионное уравнение.

Ответ:
Молекулярное уравнение: $2HCl + Na_2SiO_3 = 2NaCl + H_2SiO_3 \downarrow$
Полное ионное уравнение: $2H^+ + 2Cl^- + 2Na^+ + SiO_3^{2-} = 2Na^+ + 2Cl^- + H_2SiO_3 \downarrow$