Страница 35 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть I

1. Общее уравнение диссоциации средних солей

$M_n(Acd)_m = \text{\underline{\hspace{2cm}}} + \text{\underline{\hspace{2cm}}}$

1. Общее уравнение диссоциации средних солей

Средние (или нормальные) соли — это химические соединения, которые состоят из катионов металла (или катиона аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка. Общая формула такой соли записывается как $M_n(Acd)_m$. В этой формуле:
• $M$ — это катион металла;
• $Acd$ — это анион кислотного остатка;
• $n$ — индекс, который показывает количество катионов металла и численно равен заряду аниона кислотного остатка;
• $m$ — индекс, который показывает количество анионов кислотного остатка и численно равен заряду катиона металла.

Электролитическая диссоциация — это процесс распада вещества на ионы при его растворении в полярном растворителе (например, в воде) или при плавлении. Для средних солей, которые в большинстве своем являются сильными электролитами, диссоциация в растворе протекает практически полностью.

В результате диссоциации одна формульная единица соли $M_n(Acd)_m$ распадается на $n$ катионов металла с зарядом $m+$ и $m$ анионов кислотного остатка с зарядом $n-$. Это обеспечивает электронейтральность как исходного соединения, так и получившегося раствора.

Таким образом, общее уравнение диссоциации средних солей, которое необходимо вписать в пропуски, выглядит следующим образом:

Ответ: $M_n(Acd)_m = n M^{m+} + m Acd^{n-}$

2. Общее уравнение диссоциации кислых солей:

$M_n(H_x Acd)_m = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_} + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_}$

Решение

Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода в многоосновной кислоте на катионы металла. Являясь электролитами, в водных растворах они диссоциируют. Диссоциация кислых солей происходит ступенчато, но первая ступень (распад на ионы) протекает практически нацело, как у сильных электролитов.

Общая формула кислой соли представлена как $M_n(H_x Acd)_m$. В этой формуле:

$M$ — это катион металла.

$(H_x Acd)$ — это гидроанион, то есть кислотный остаток, который все еще содержит один или несколько атомов водорода.

$n$ и $m$ — стехиометрические индексы, которые указывают на количество катионов и анионов в формульной единице соли.

При диссоциации по первой ступени кислая соль распадается на катион металла и гидроанион. Из формулы $M_n(H_x Acd)_m$ следует, что образуется $n$ катионов металла и $m$ гидроанионов.

Заряды ионов определяются из принципа электронейтральности молекулы. Индекс $m$ при анионе соответствует заряду катиона металла, а индекс $n$ при металле — заряду аниона. Таким образом, катион металла будет иметь заряд $m+$, а гидроанион — заряд $n-$.

Следовательно, общее уравнение диссоциации кислой соли по первой ступени можно записать так:

$M_n(H_x Acd)_m = n M^{m+} + m (H_x Acd)^{n-}$

Образовавшийся гидроанион $(H_x Acd)^{n-}$ может диссоциировать дальше (вторая и последующие ступени), отщепляя ионы водорода $H^+$, но этот процесс является обратимым и слабым.

Ответ: $M_n(H_x Acd)_m = n M^{m+} + m (H_x Acd)^{n-}$

3. Соли реагируют с кислотами, если:

a)

_______

б)

_______

в)

_______

Дано сокращённое ионное уравнение: $CO_3^{2-} + 2H^{+} = $ _______ + _______ .

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

_______

б)

_______

Дано сокращённое ионное уравнение: $SiO_3^{2-} + 2H^{+} = $ _______ .

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

_______

б)

_______

3. Соли вступают в реакции ионного обмена с кислотами, если выполняется одно из следующих условий:

а) В результате реакции выделяется газ. Это происходит, когда образующаяся кислота является неустойчивой и разлагается (например, угольная кислота $H_2CO_3$ разлагается на $H_2O$ и $CO_2\uparrow$) или когда продукт реакции является газообразным веществом (например, сероводород $H_2S$).
Ответ: в результате реакции выделяется газ.

б) В результате реакции образуется нерастворимое вещество (осадок). Осадком может выступать как новообразованная соль (например, $BaSO_4$), так и нерастворимая кислота (например, кремниевая кислота $H_2SiO_3$).
Ответ: в результате реакции образуется осадок.

в) Вступающая в реакцию кислота является более сильной, чем кислота, которая образовала исходную соль. Это общее правило, которое объясняет протекание реакций в пунктах а) и б), так как образование слабого электролита, газа или осадка смещает химическое равновесие в сторону продуктов реакции.
Ответ: реагирующая кислота сильнее кислоты, образовавшей соль.

Завершим сокращённое ионное уравнение и составим соответствующие молекулярные уравнения. Продуктами реакции карбонат-иона с ионами водорода являются вода и углекислый газ: $CO_3^{2-} + 2H^+ = H_2O + CO_2\uparrow$.

а) Чтобы получить данное ионное уравнение, в реакцию должны вступать растворимый карбонат и сильная кислота. Возьмём карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и соляную кислоту ($HCl$).
Ответ: $Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$.

б) В качестве другого примера можно взять реакцию между растворимым карбонатом калия ($K_2CO_3$) и сильной азотной кислотой ($HNO_3$).
Ответ: $K_2CO_3 + 2HNO_3 = 2KNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$.

Завершим второе сокращённое ионное уравнение и составим молекулярные. Продуктом реакции силикат-иона с ионами водорода является нерастворимая кремниевая кислота: $SiO_3^{2-} + 2H^+ = H_2SiO_3\downarrow$.

а) Данному ионному уравнению соответствует реакция между растворимым силикатом (например, силикатом натрия $Na_2SiO_3$) и сильной кислотой (например, серной $H_2SO_4$).
Ответ: $Na_2SiO_3 + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + H_2SiO_3\downarrow$.

б) Другим примером является реакция между силикатом калия ($K_2SiO_3$) и соляной кислотой ($HCl$).
Ответ: $K_2SiO_3 + 2HCl = 2KCl + H_2SiO_3\downarrow$.

4. Соли реагируют со щелочами, если:

a)

б)

в)

Дано сокращённое ионное уравнение: $\text{CO}_3^{2-} + \text{Ba}^{2+} = \text{BaCO}_3 \downarrow$. Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

б)

Дано сокращённое ионное уравнение: $\text{NH}_4^+ + \text{OH}^- = \text{NH}_3 \uparrow + \text{H}_2\text{O}$. Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

б)

4. Соли реагируют со щелочами, если:

а) в результате реакции образуется нерастворимое в воде вещество (выпадает осадок). Таким веществом может быть нерастворимое основание (например, $Cu(OH)_2$) или нерастворимая соль.
Пример: $FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$.

б) в результате реакции выделяется газообразное вещество. Наиболее частый случай — реакция солей аммония со щелочами с выделением аммиака.
Пример: $NH_4NO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + NH_3 \uparrow + H_2O$.

в) в результате реакции образуется слабый электролит, например, вода. Это происходит, например, при взаимодействии кислой соли со щелочью, что по сути является реакцией нейтрализации.
Пример: $KHSO_4 + KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$.

Дано сокращённое ионное уравнение: $CO_3^{2-} + Ba^{2+} = BaCO_3 \downarrow$. Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

а) В качестве реагентов необходимо выбрать растворимую соль-карбонат (например, карбонат натрия $Na_2CO_3$) и растворимую соль бария (например, хлорид бария $BaCl_2$).
Молекулярное уравнение: $Na_2CO_3 + BaCl_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NaCl$.
Полное ионное уравнение для этой реакции: $2Na^+ + CO_3^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$.
Ионы $Na^+$ и $Cl^-$ являются ионами-наблюдателями и сокращаются, что приводит к заданному сокращенному ионному уравнению.
Ответ: $Na_2CO_3 + BaCl_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2NaCl$.

б) Другой возможный вариант — реакция между карбонатом калия ($K_2CO_3$) и нитратом бария ($Ba(NO_3)_2$).
Молекулярное уравнение: $K_2CO_3 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2KNO_3$.
Полное ионное уравнение: $2K^+ + CO_3^{2-} + Ba^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2K^+ + 2NO_3^-$.
Сокращение ионов-наблюдателей $K^+$ и $NO_3^-$ дает исходное сокращенное ионное уравнение.
Ответ: $K_2CO_3 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2KNO_3$.

Дано сокращённое ионное уравнение: $NH_4^+ + OH^- = NH_3 \uparrow + H_2O$. Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

а) Для получения иона аммония $NH_4^+$ возьмем его растворимую соль, например, хлорид аммония $NH_4Cl$. Для получения гидроксид-иона $OH^-$ возьмем щелочь, например, гидроксид натрия $NaOH$.
Молекулярное уравнение: $NH_4Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_3 \uparrow + H_2O$.
Полное ионное уравнение: $NH_4^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + NH_3 \uparrow + H_2O$.
Ионы $Na^+$ и $Cl^-$ не участвуют в реакции и сокращаются.
Ответ: $NH_4Cl + NaOH \rightarrow NaCl + NH_3 \uparrow + H_2O$.

б) В качестве другого примера можно использовать сульфат аммония ($(NH_4)_2SO_4$) и гидроксид калия ($KOH$).
Молекулярное уравнение: $(NH_4)_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$.
Полное ионное уравнение: $2NH_4^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + 2OH^- \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-} + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$.
Сокращение ионов-наблюдателей $K^+$ и $SO_4^{2-}$ и последующее деление всех коэффициентов на 2 приводит к заданному сокращенному ионному уравнению.
Ответ: $(NH_4)_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2NH_3 \uparrow + 2H_2O$.