Номер 5, страница 45 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. Напишите по одному молекулярному уравнению реакций, которым соответствуют сокращённые ионные уравнения:

а) $Al^{3+} + 3OH^{-} = Al(OH)_3\downarrow$

б) $CO_2 + 2OH^{-} = CO_3^{2-} + H_2O$

в) $2H^{+} + Cu(OH)_2 = Cu^{2+} + 2H_2O$

а) $Al^{3+} + 3OH^{-} = Al(OH)_3 \downarrow$

Решение:

Данное сокращенное ионное уравнение описывает реакцию ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимое вещество — гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$). Чтобы составить соответствующее молекулярное уравнение, необходимо подобрать реагенты: растворимую соль алюминия (источник ионов $Al^{3+}$) и растворимое сильное основание, т.е. щелочь (источник ионов $OH^{-}$).

В качестве растворимой соли алюминия можно взять хлорид алюминия ($AlCl_3$) или нитрат алюминия ($Al(NO_3)_3$). В качестве щелочи — гидроксид натрия ($NaOH$) или гидроксид калия ($KOH$).

Возьмем, к примеру, хлорид алюминия и гидроксид натрия. Молекулярное уравнение реакции будет выглядеть так:

$AlCl_3 + 3NaOH = Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Проверим, соответствует ли это уравнение заданному сокращенному ионному уравнению. Для этого напишем полное ионное уравнение, расписав сильные электролиты (растворимые соли и щелочи) на ионы:

$Al^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} = Al(OH)_3 \downarrow + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Исключив из обеих частей уравнения одинаковые ионы (ионы-наблюдатели $Na^{+}$ и $Cl^{-}$), получим исходное сокращенное ионное уравнение:

$Al^{3+} + 3OH^{-} = Al(OH)_3 \downarrow$

Ответ: $AlCl_3 + 3NaOH = Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$.

б) $CO_2 + 2OH^{-} = CO_3^{2-} + H_2O$

Решение:

Данное сокращенное ионное уравнение описывает реакцию между кислотным оксидом (диоксидом углерода $CO_2$) и щелочью (источник ионов $OH^{-}$), в результате которой образуется соль (карбонат-ион $CO_3^{2-}$) и вода.

В качестве щелочи можно использовать любое растворимое сильное основание, например, гидроксид калия ($KOH$) или гидроксид натрия ($NaOH$). При реакции $CO_2$ с щелочью образуется средняя соль (карбонат) и вода.

Возьмем для примера реакцию диоксида углерода с гидроксидом калия. Молекулярное уравнение будет иметь вид:

$CO_2 + 2KOH = K_2CO_3 + H_2O$

Проверим соответствие. Полное ионное уравнение (учитывая, что $CO_2$ и $H_2O$ — слабые электролиты и на ионы не расписываются, а $KOH$ и $K_2CO_3$ — сильные):

$CO_2 + 2K^{+} + 2OH^{-} = 2K^{+} + CO_3^{2-} + H_2O$

Сократив ионы калия ($K^{+}$), которые присутствуют в обеих частях уравнения, получаем исходное сокращенное ионное уравнение:

$CO_2 + 2OH^{-} = CO_3^{2-} + H_2O$

Ответ: $CO_2 + 2KOH = K_2CO_3 + H_2O$.

в) $2H^{+} + Cu(OH)_2 = Cu^{2+} + 2H_2O$

Решение:

Данное сокращенное ионное уравнение представляет собой реакцию нейтрализации нерастворимого основания (гидроксида меди(II) $Cu(OH)_2$) сильной кислотой (источник ионов $H^{+}$). В результате реакции образуется растворимая соль (источник ионов $Cu^{2+}$) и вода.

В качестве сильной кислоты можно взять соляную кислоту ($HCl$), серную кислоту ($H_2SO_4$) или азотную кислоту ($HNO_3$).

Напишем молекулярное уравнение реакции гидроксида меди(II) с серной кислотой. Продуктами будут сульфат меди(II) ($CuSO_4$) и вода.

$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 = CuSO_4 + 2H_2O$

Проверим соответствие. Запишем полное ионное уравнение. Гидроксид меди(II) — нерастворимое основание, на ионы не диссоциирует. Серная кислота — сильная, сульфат меди(II) — растворимая соль.

$Cu(OH)_2 + 2H^{+} + SO_4^{2-} = Cu^{2+} + SO_4^{2-} + 2H_2O$

Исключив ионы-наблюдатели ($SO_4^{2-}$), получим исходное сокращенное ионное уравнение:

$Cu(OH)_2 + 2H^{+} = Cu^{2+} + 2H_2O$

Ответ: $Cu(OH)_2 + H_2SO_4 = CuSO_4 + 2H_2O$.