Номер 40, страница 44 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

5. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 40, страница 44.

Условие.

40. Определите, какие из перечисленных веществ будут вступать между собой в реакции ионного обмена в водном растворе: известковая вода, плавиковая кислота, питьевая сода. Составьте уравнения их взаимодействия в молекулярной, полной и сокращённой ионной форме.

Решение.

Решение 2.

Для начала определим химические формулы перечисленных веществ и их свойства:

• Известковая вода – это насыщенный водный раствор гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$. Является сильным основанием (щёлочью).
• Плавиковая кислота (фтороводородная кислота) – это водный раствор фтороводорода, $HF$. Является слабой кислотой.
• Питьевая сода – это гидрокарбонат натрия, $NaHCO_3$. Является кислой солью, образованной сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой ($H_2CO_3$).

Реакции ионного обмена в водных растворах протекают до конца, если в результате образуется:

• осадок (нерастворимое вещество);
• газ;
• слабый электролит (например, вода, слабая кислота или слабое основание).

Рассмотрим все возможные пары веществ. В данном случае все три пары веществ будут вступать в реакцию ионного обмена.

1. Взаимодействие известковой воды и плавиковой кислоты

Реакция между основанием $Ca(OH)_2$ и кислотой $HF$ (реакция нейтрализации). В результате образуется нерастворимая соль фторид кальция ($CaF_2 \downarrow$) и слабый электролит – вода ($H_2O$).

Молекулярное уравнение:

$Ca(OH)_2 + 2HF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2H_2O$

Полное ионное уравнение (учитывая, что $HF$ – слабая кислота и записывается в молекулярной форме, а $Ca(OH)_2$ – сильный электролит):

$Ca^{2+} + 2OH^- + 2HF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (в данном случае совпадает с полным, так как отсутствуют ионы-наблюдатели):

$Ca^{2+} + 2OH^- + 2HF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2H_2O$

Ответ:

Молекулярное уравнение: $Ca(OH)_2 + 2HF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2H_2O$

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2OH^- + 2HF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2OH^- + 2HF \rightarrow CaF_2\downarrow + 2H_2O$

2. Взаимодействие известковой воды и питьевой соды

Реакция между щёлочью $Ca(OH)_2$ и кислой солью $NaHCO_3$. В результате реакции образуется нерастворимая соль карбонат кальция ($CaCO_3 \downarrow$) и слабый электролит – вода ($H_2O$).

Молекулярное уравнение:

$Ca(OH)_2 + NaHCO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + NaOH + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$Ca^{2+} + 2OH^- + Na^+ + HCO_3^- \rightarrow CaCO_3\downarrow + Na^+ + OH^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения ионов-наблюдателей $Na^+$ и одного иона $OH^-$):

$Ca^{2+} + OH^- + HCO_3^- \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

Ответ:

Молекулярное уравнение: $Ca(OH)_2 + NaHCO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + NaOH + H_2O$

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+} + 2OH^- + Na^+ + HCO_3^- \rightarrow CaCO_3\downarrow + Na^+ + OH^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+} + OH^- + HCO_3^- \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

3. Взаимодействие плавиковой кислоты и питьевой соды

Реакция между слабой кислотой $HF$ и солью $NaHCO_3$. Плавиковая кислота является более сильной, чем угольная ($H_2CO_3$), поэтому она вытесняет ее из соли. Образующаяся угольная кислота неустойчива и разлагается на углекислый газ ($CO_2 \uparrow$) и воду ($H_2O$).

Молекулярное уравнение:

$HF + NaHCO_3 \rightarrow NaF + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение (учитывая, что $HF$ – слабая кислота):

$HF + Na^+ + HCO_3^- \rightarrow Na^+ + F^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения иона-наблюдателя $Na^+$):

$HF + HCO_3^- \rightarrow F^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ:

Молекулярное уравнение: $HF + NaHCO_3 \rightarrow NaF + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение: $HF + Na^+ + HCO_3^- \rightarrow Na^+ + F^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение: $HF + HCO_3^- \rightarrow F^- + H_2O + CO_2\uparrow$