Номер 21, страница 41 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 5. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена - номер 21, страница 41.

Условие.

21. Могут ли в растворе одновременно находиться следующие пары веществ:

а) гидроксид натрия ($ \text{NaOH} $) и пентаоксид фосфора ($ \text{P}_2\text{O}_5 $);

б) гидроксид бария ($ \text{Ba}(\text{OH})_2 $) и углекислый газ ($ \text{CO}_2 $);

в) гидроксид калия ($ \text{KOH} $) и гидроксид натрия ($ \text{NaOH} $);

г) гидросульфат натрия ($ \text{NaHSO}_4 $) и хлорид бария ($ \text{BaCl}_2 $);

д) соляная кислота ($ \text{HCl} $) и нитрат алюминия ($ \text{Al}(\text{NO}_3)_3 $)? Ответ мотивируйте.

Решение.

Решение 2.

Для того чтобы вещества могли одновременно находиться в растворе, они не должны вступать в химическую реакцию друг с другом. Реакция считается протекающей, если в ее результате образуется осадок, выделяется газ или образуется слабодиссоциирующее вещество (например, вода).

а) гидроксид натрия и пентаоксид фосфора

Гидроксид натрия ($NaOH$) является щелочью (сильное основание), а пентаоксид фосфора ($P_2O_5$) — кислотным оксидом. Эти вещества вступают в реакцию нейтрализации. Пентаоксид фосфора реагирует с водой, образуя ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$), которая затем реагирует с гидроксидом натрия. Суммарное уравнение реакции может быть записано так:

$P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

В результате реакции образуются соль (фосфат натрия) и вода, поэтому данные вещества не могут одновременно находиться в растворе. Ответ: нет.

б) гидроксид бария и углекислый газ

Гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) — это щелочь, а углекислый газ ($CO_2$) — кислотный оксид. При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида бария происходит реакция с образованием нерастворимого в воде осадка — карбоната бария ($BaCO_3$):

$Ba(OH)_2 + CO_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O$

Поскольку образуется осадок, эти вещества не могут сосуществовать в одном растворе. Ответ: нет.

в) гидроксид калия и гидроксид натрия

Гидроксид калия ($KOH$) и гидроксид натрия ($NaOH$) — это два сильных основания (щелочи). Оба вещества хорошо растворимы в воде и диссоциируют на ионы ($K^+$, $Na^+$, $OH^-$). Между этими ионами не происходит химической реакции, так как все возможные продукты их взаимодействия растворимы и являются сильными электролитами. Следовательно, они могут находиться в одном растворе.

Ответ: да.

г) гидросульфат натрия и хлорид бария

Гидросульфат натрия ($NaHSO_4$) — кислая соль, которая в водном растворе диссоциирует, являясь источником сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$). Хлорид бария ($BaCl_2$) — растворимая соль, диссоциирующая на ионы $Ba^{2+}$ и $Cl^-$. В растворе ионы бария ($Ba^{2+}$) и сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$) вступают в реакцию ионного обмена с образованием нерастворимого осадка сульфата бария ($BaSO_4$):

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

Так как в результате реакции выпадает осадок, эти вещества не могут одновременно находиться в растворе. Ответ: нет.

д) соляная кислота и нитрат алюминия

Соляная кислота ($HCl$) — сильная кислота, а нитрат алюминия ($Al(NO_3)_3$) — соль, образованная сильной кислотой ($HNO_3$) и слабым основанием ($Al(OH)_3$). В растворе оба вещества диссоциируют на ионы: $H^+$, $Cl^-$, $Al^{3+}$, $NO_3^-$. Ни одна из возможных комбинаций ионов не приводит к образованию осадка, газа или слабого электролита. Хотя ион алюминия $Al^{3+}$ подвергается гидролизу с образованием ионов $H^+$, наличие в растворе сильной кислоты ($HCl$) только подавляет этот процесс. Таким образом, видимой реакции не происходит, и вещества могут находиться вместе в растворе.

Ответ: да.