Номер 1, страница 32 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II

1. Запишите уравнения реакций, соответствующих

$Li \to Li_2O \to Li_2SO_4 \to Li_3PO_4$

Для окислительно-восстановительных реакций напишите электронный баланс, а для реакций с участием электролитов — полные и сокращённые ионные уравнения.

1)

2)

3)

4) Нерастворимый гидроксид металла + кислота

5) сокращенное ионное уравнение:

6) полное ионное уравнение:

7) и сокращенное ионное уравнение:

1)

Решение:

Превращение $Li \rightarrow Li_2O$. Реакция взаимодействия металлического лития с кислородом. Это окислительно-восстановительная реакция (ОВР).

Молекулярное уравнение:

$4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$

Электронный баланс:

$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 4 (процесс окисления, Li - восстановитель)

$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 (процесс восстановления, $O_2$ - окислитель)

Ответ: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$. Это ОВР. Электронный баланс: $Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ (x4); $O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ (x1).

2)

Решение:

Превращение $Li_2O \rightarrow Li_2SO_4$. Реакция взаимодействия основного оксида $Li_2O$ с сильной кислотой $H_2SO_4$. Это реакция ионного обмена.

Молекулярное уравнение:

$Li_2O + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2O$

Полное ионное уравнение (оксид лития - твердое вещество, серная кислота - сильный электролит, сульфат лития - растворимая соль, вода - слабый электролит):

$Li_2O(тв) + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Li^+ + SO_4^{2-} + H_2O$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем ионы $SO_4^{2-}$, не участвующие в реакции):

$Li_2O(тв) + 2H^+ \rightarrow 2Li^+ + H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Li_2O + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2O$; полное ионное уравнение: $Li_2O(тв) + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Li^+ + SO_4^{2-} + H_2O$; сокращённое ионное уравнение: $Li_2O(тв) + 2H^+ \rightarrow 2Li^+ + H_2O$.

3)

Решение:

Превращение $Li_2SO_4 \rightarrow Li_3PO_4$. Реакция обмена между раствором сульфата лития и раствором растворимого фосфата (например, фосфата натрия $Na_3PO_4$) с образованием нерастворимого фосфата лития $Li_3PO_4$.

Молекулярное уравнение:

$3Li_2SO_4 + 2Na_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3Na_2SO_4$

Полное ионное уравнение (все соли, кроме фосфата лития, являются сильными электролитами и диссоциируют в растворе):

$6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 6Na^+ + 2PO_4^{3-} \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 6Na^+ + 3SO_4^{2-}$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем ионы-наблюдатели $Na^+$ и $SO_4^{2-}$):

$3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4\downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $3Li_2SO_4 + 2Na_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3Na_2SO_4$; полное ионное уравнение: $6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 6Na^+ + 2PO_4^{3-} \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 6Na^+ + 3SO_4^{2-}$; сокращённое ионное уравнение: $3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4\downarrow$.

4)

Решение:

Превращение $Li \rightarrow Li_2SO_4$. Реакция замещения между активным металлом литием и разбавленной серной кислотой. Это ОВР.

Молекулярное уравнение:

$2Li + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow Li_2SO_4 + H_2\uparrow$

Электронный баланс:

$Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ | 2 (процесс окисления, Li - восстановитель)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ | 1 (процесс восстановления, $H^+$ - окислитель)

Ответ: $2Li + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + H_2\uparrow$. Это ОВР. Электронный баланс: $Li^0 - 1e^- \rightarrow Li^{+1}$ (x2); $2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (x1).

5)

Решение:

Превращение $Li_2O \rightarrow Li_3PO_4$. Реакция обмена между основным оксидом $Li_2O$ и ортофосфорной кислотой $H_3PO_4$.

Молекулярное уравнение:

$3Li_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3H_2O$

Полное ионное уравнение (оксид лития и фосфат лития - нерастворимы, ортофосфорная кислота - слабый электролит, вода - слабый электролит):

$3Li_2O(тв) + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3H_2O$

Сокращённое ионное уравнение в данном случае совпадает с полным ионным и молекулярным, так как все участники являются слабыми электролитами или находятся в твердой фазе.

Ответ: Молекулярное уравнение: $3Li_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4\downarrow + 3H_2O$; полное и сокращённое ионные уравнения совпадают с молекулярным.

6)

Решение:

Превращение $Li_2O \rightarrow Li$ (обратная реакция). Получение металлического лития электролизом расплава его оксида. Это ОВР.

Молекулярное уравнение:

$2Li_2O \xrightarrow{электролиз} 4Li + O_2\uparrow$

Электронный баланс (процессы на электродах):

Катод (-): $Li^{+1} + 1e^- \rightarrow Li^0$ | 4 (процесс восстановления)

Анод (+): $2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$ | 1 (процесс окисления)

Ответ: $2Li_2O \xrightarrow{электролиз} 4Li + O_2\uparrow$. Это ОВР. Процессы: на катоде $Li^{+1} + 1e^- \rightarrow Li^0$, на аноде $2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0$.

7)

Решение:

Превращение $Li_3PO_4 \rightarrow Li_2SO_4$ (обратная реакция). Реакция обмена между нерастворимым фосфатом лития и сильной серной кислотой.

Молекулярное уравнение:

$2Li_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3Li_2SO_4 + 2H_3PO_4$

Полное ионное уравнение ($Li_3PO_4$ - нерастворимая соль, $H_2SO_4$ - сильная кислота, $Li_2SO_4$ - растворимая соль, $H_3PO_4$ - слабая кислота):

$2Li_3PO_4(тв) + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 2H_3PO_4$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем сульфат-ионы):

$2Li_3PO_4(тв) + 6H^+ \rightarrow 6Li^+ + 2H_3PO_4$

После сокращения коэффициентов на 2:

$Li_3PO_4(тв) + 3H^+ \rightarrow 3Li^+ + H_3PO_4$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2Li_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3Li_2SO_4 + 2H_3PO_4$; полное ионное уравнение: $2Li_3PO_4(тв) + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 6Li^+ + 3SO_4^{2-} + 2H_3PO_4$; сокращённое ионное уравнение: $Li_3PO_4(тв) + 3H^+ \rightarrow 3Li^+ + H_3PO_4$.