Номер 10, страница 217 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

10. Дана схема превращений:

$Na_2CO_3 \xrightarrow{+HCl} X_1 \rightarrow CaCO_3 \xrightarrow{+HNO_3} X_2$

Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения. Для первого превращения составьте сокращённое ионное уравнение.

Решение

Для осуществления данной цепи превращений необходимо последовательно провести три химические реакции. Из схемы видно, что вещество $X_1$ получается из карбоната натрия при действии соляной кислоты, а вещество $X_2$ — из карбоната кальция при действии азотной кислоты. Проанализировав реакции, можно установить, что $X_1$ — это углекислый газ ($CO_2$), а $X_2$ — нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$).

Первое превращение: $Na_2CO_3 \xrightarrow{+HCl} X_1$

При взаимодействии раствора карбоната натрия с соляной кислотой происходит реакция обмена. Образуется хлорид натрия и угольная кислота ($H_2CO_3$), которая является неустойчивой и распадается на воду и углекислый газ ($CO_2$). Таким образом, вещество $X_1$ — это $CO_2$.

Молекулярное уравнение реакции:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

Для написания сокращенного ионного уравнения запишем сначала полное ионное уравнение, расписав сильные электролиты на ионы:

$2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сократим ионы-наблюдатели ($Na^+$ и $Cl^-$), присутствующие в обеих частях уравнения. В результате получим сокращенное ионное уравнение, которое показывает суть химического процесса:

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$. Сокращенное ионное уравнение: $CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$.

Второе превращение: $X_1 \rightarrow CaCO_3$

Чтобы получить из углекислого газа ($X_1$) карбонат кальция, необходимо пропустить газ через раствор гидроксида кальция (известковую воду). В результате реакции образуется нерастворимый в воде белый осадок карбоната кальция.

Молекулярное уравнение реакции:

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

Ответ: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$.

Третье превращение: $CaCO_3 \xrightarrow{+HNO_3} X_2$

Карбонат кальция, будучи солью слабой кислоты, реагирует с сильной азотной кислотой. В результате реакции обмена образуется растворимая соль нитрат кальция, вода и выделяется углекислый газ. Следовательно, вещество $X_2$ — это нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$).

Молекулярное уравнение реакции:

$CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: $CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$.