Страница 36 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Соли взаимодействуют с другими солями, если:

a)

б)

Дано сокращённое ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- = AgCl\downarrow$.

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

б)

Дано сокращённое ионное уравнение: $CO_3^{2-} + Ca^{2+} = CaCO_3$.

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

б)

Дано сокращённое ионное уравнение: $3Ba^{2+} + 2PO_4^{3-} = Ba_3(PO_4)_2\downarrow$.

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a)

б)

а) исходные соли растворимы в воде;

б) в результате реакции образуется нерастворимое вещество (осадок).

Решение

Чтобы составить молекулярное уравнение из сокращенного ионного, необходимо подобрать к ионам-реагентам ($Ag^{+}$ и $Cl^{-}$) такие противоионы, чтобы исходные соли были растворимы в воде. Продукт, образуемый этими противоионами, также должен быть растворим.

а) Возьмем растворимую соль серебра — нитрат серебра ($AgNO_{3}$), и растворимую соль хлорид — хлорид натрия ($NaCl$). Противоионы $Na^{+}$ и $NO_{3}^{-}$ образуют растворимую соль $NaNO_{3}$.
Ответ: $AgNO_{3} + NaCl = AgCl \downarrow + NaNO_{3}$

б) Возьмем нитрат серебра ($AgNO_{3}$) и другую растворимую соль хлорид — хлорид калия ($KCl$). Противоионы $K^{+}$ и $NO_{3}^{-}$ образуют растворимую соль $KNO_{3}$.
Ответ: $AgNO_{3} + KCl = AgCl \downarrow + KNO_{3}$

Решение

Подбираем растворимую соль с карбонат-ионом $CO_{3}^{2-}$ (например, карбонат натрия $Na_{2}CO_{3}$ или калия $K_{2}CO_{3}$) и растворимую соль с ионом кальция $Ca^{2+}$ (например, хлорид кальция $CaCl_{2}$ или нитрат кальция $Ca(NO_{3})_{2}$).

а) Возьмем карбонат натрия ($Na_{2}CO_{3}$) и хлорид кальция ($CaCl_{2}$). Обе соли растворимы. Противоионы $Na^{+}$ и $Cl^{-}$ образуют растворимую соль $NaCl$.
Ответ: $Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} = CaCO_{3} \downarrow + 2NaCl$

б) Возьмем карбонат калия ($K_{2}CO_{3}$) и нитрат кальция ($Ca(NO_{3})_{2}$). Обе соли растворимы. Противоионы $K^{+}$ и $NO_{3}^{-}$ образуют растворимую соль $KNO_{3}$.
Ответ: $K_{2}CO_{3} + Ca(NO_{3})_{2} = CaCO_{3} \downarrow + 2KNO_{3}$

Решение

Подбираем растворимую соль бария (например, хлорид бария $BaCl_{2}$ или нитрат бария $Ba(NO_{3})_{2}$) и растворимую соль фосфорной кислоты (например, фосфат натрия $Na_{3}PO_{4}$ или фосфат калия $K_{3}PO_{4}$). При составлении уравнения необходимо учесть стехиометрические коэффициенты 3 для иона бария и 2 для фосфат-иона.

а) Возьмем хлорид бария ($BaCl_{2}$) и фосфат натрия ($Na_{3}PO_{4}$). Для соблюдения стехиометрии необходимо 3 молекулы $BaCl_{2}$ и 2 молекулы $Na_{3}PO_{4}$. Противоионы $Na^{+}$ и $Cl^{-}$ образуют растворимую соль $NaCl$.
Ответ: $3BaCl_{2} + 2Na_{3}PO_{4} = Ba_{3}(PO_{4})_{2} \downarrow + 6NaCl$

б) Возьмем нитрат бария ($Ba(NO_{3})_{2}$) и фосфат калия ($K_{3}PO_{4}$). Для соблюдения стехиометрии необходимо 3 молекулы $Ba(NO_{3})_{2}$ и 2 молекулы $K_{3}PO_{4}$. Противоионы $K^{+}$ и $NO_{3}^{-}$ образуют растворимую соль $KNO_{3}$.
Ответ: $3Ba(NO_{3})_{2} + 2K_{3}PO_{4} = Ba_{3}(PO_{4})_{2} \downarrow + 6KNO_{3}$

6. Соли взаимодействуют с металлами, если:

a) _________

б) _________

Дано сокращённое ионное уравнение: $Zn + Cu^{2+} = Cu + Zn^{2+}$

Окислитель: _________

Восстановитель: _________

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

a) _________

б) _________

а)

Реакция между солью и металлом происходит, если металл, вступающий в реакцию, является более активным, чем металл, входящий в состав соли. Активность металлов сравнивают по электрохимическому ряду напряжений: каждый металл, стоящий левее в ряду, способен вытеснять металлы, стоящие правее, из растворов их солей.

Ответ: Металл, вступающий в реакцию, более активен (находится левее в ряду активности металлов), чем металл, входящий в состав соли.

б)

Для того чтобы реакция могла протекать в водном растворе, необходимо, чтобы исходная соль была растворимой. Если соль нерастворима, концентрация ионов металла в растворе будет недостаточной для протекания реакции замещения.

Ответ: Исходная соль растворима в воде.

Анализ сокращённого ионного уравнения $Zn + Cu^{2+} = Cu + Zn^{2+}$:

Окислитель:

Окислитель — это атом, ион или молекула, принимающая электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции, при этом понижая свою степень окисления. В данном уравнении ион меди $Cu^{2+}$ (степень окисления +2) принимает два электрона и превращается в простой атом меди $Cu^0$ (степень окисления 0). Процесс восстановления выглядит так: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$.

Ответ: $Cu^{2+}$ (ион меди).

Восстановитель:

Восстановитель — это атом, ион или молекула, отдающая электроны, при этом повышая свою степень окисления. Атом цинка $Zn^0$ (степень окисления 0) отдает два электрона и превращается в ион цинка $Zn^{2+}$ (степень окисления +2). Процесс окисления: $Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$.

Ответ: $Zn$ (цинк).

Составьте соответствующие молекулярные уравнения:

Для составления полного молекулярного уравнения необходимо к катионам $Cu^{2+}$ и $Zn^{2+}$ добавить анионы, которые не участвуют в реакции (ионы-наблюдатели). Эти анионы должны образовывать растворимые соли как с медью, так и с цинком. Например, сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) или хлорид-ион ($Cl^-$).

а)

Используем сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) в качестве противоиона. Исходная соль — сульфат меди(II) ($CuSO_4$), продукт — сульфат цинка ($ZnSO_4$).

Ответ: $Zn + CuSO_4 = Cu + ZnSO_4$.

б)

Используем хлорид-ион ($Cl^-$) в качестве противоиона. Исходная соль — хлорид меди(II) ($CuCl_2$), продукт — хлорид цинка ($ZnCl_2$).

Ответ: $Zn + CuCl_2 = Cu + ZnCl_2$.

Часть II

1. Приведите примеры молекулярных и ионных уравнений реакций солей с кислотами.

1) Для реагентов карбонатов:

2) Для продуктов сульфатов:

3) Для продуктов хлоридов:

1) Для реагентов карбонатов:

Решение

Реакции солей с кислотами относятся к реакциям ионного обмена. Они протекают до конца, если в результате образуется газ, осадок или слабый электролит (например, вода). В данном случае реагентом является карбонат. Карбонаты (соли угольной кислоты) реагируют с более сильными кислотами с выделением углекислого газа, так как образующаяся угольная кислота ($H_2CO_3$) неустойчива.

Рассмотрим в качестве примера реакцию карбоната натрия ($Na_2CO_3$) с соляной кислотой ($HCl$).

Молекулярное уравнение:

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

Продуктами являются соль хлорид натрия, вода и углекислый газ. Условие протекания реакции выполняется (выделяется газ).

Полное ионное уравнение:

Для его составления запишем сильные электролиты (растворимые соли и сильные кислоты) в виде ионов. Карбонат натрия, соляная кислота и хлорид натрия — сильные электролиты. Вода и оксид углерода(IV) — слабые электролиты, их оставляем в молекулярном виде.

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

Сокращенное ионное уравнение:

Получается путем исключения из полного ионного уравнения ионов-наблюдателей, которые не участвуют в реакции (присутствуют в левой и правой частях уравнения без изменений). В данном случае это ионы $Na^+$ и $Cl^-$.

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

Ответ: Пример реакции — взаимодействие карбоната натрия и соляной кислоты.

Молекулярное уравнение: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

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

Сокращенное ионное уравнение: $CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

2) Для продуктов сульфатов:

Решение

Чтобы в продуктах реакции образовался сульфат, в качестве одного из реагентов необходимо использовать серную кислоту ($H_2SO_4$). Рассмотрим реакцию между солью хлоридом бария ($BaCl_2$) и серной кислотой ($H_2SO_4$).

Молекулярное уравнение:

$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

В результате реакции образуется нерастворимый в воде и кислотах сульфат бария, который выпадает в осадок. Это является условием необратимости реакции обмена.

Полное ионное уравнение:

Хлорид бария, серная кислота и соляная кислота — сильные электролиты. Сульфат бария — нерастворимая соль, ее формула записывается в молекулярном виде.

$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

Ионами-наблюдателями являются катионы водорода $H^+$ и хлорид-анионы $Cl^-$.

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

Ответ: Пример реакции — взаимодействие хлорида бария и серной кислоты.

Молекулярное уравнение: $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$

Полное ионное уравнение: $Ba^{2+} + 2Cl^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

3) Для продуктов хлоридов:

Решение

Чтобы в продуктах реакции образовался хлорид, в качестве одного из реагентов необходимо использовать соляную кислоту ($HCl$). Рассмотрим реакцию между солью нитратом серебра ($AgNO_3$) и соляной кислотой ($HCl$).

Молекулярное уравнение:

$AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3$

В результате реакции образуется нерастворимый хлорид серебра (белый творожистый осадок), что является условием протекания реакции. Эта реакция также является качественной на хлорид-ион.

Полное ионное уравнение:

Нитрат серебра, соляная кислота и образующаяся азотная кислота — сильные электролиты. Хлорид серебра — нерастворимая соль.

$Ag^+ + NO_3^- + H^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow + H^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение:

Ионами-наблюдателями являются катионы водорода $H^+$ и нитрат-анионы $NO_3^-$.

$Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Ответ: Пример реакции — взаимодействие нитрата серебра и соляной кислоты.

Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3$

Полное ионное уравнение: $Ag^+ + NO_3^- + H^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow + H^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$