Номер 51, страница 69 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 7. Кислород, сера и их соединения - номер 51, страница 69.

Условие.

51. Составьте уравнения возможных реакций с участием серной кислоты. Реакции ионного обмена запишите в молекулярной, полной и сокращённой ионной форме.

а) $H_2SO_4(\text{разб.}) + Cu \to$

б) $H_2SO_4(\text{разб.}) + Al(OH)_3 \to$

в) $H_2SO_4(\text{разб.}) + CaO \to$

г) $H_2SO_4(\text{конц.}) + BaCl_2 \to$

д) $H_2SO_4(\text{конц.}) + MgCl_2 \to$

е) $H_2SO_4(\text{конц.}) + Au \to$

Решение.

Решение 2.

а) H₂SO₄(разб.) + Cu →

Реакция не протекает. Разбавленная серная кислота является кислотой-неокислителем и может реагировать только с металлами, стоящими в ряду активности до водорода. Медь (Cu) стоит после водорода, поэтому она не может вытеснить его из разбавленной кислоты.

Ответ: реакция невозможна.

б) H₂SO₄(разб.) + Al(OH)₃ →

Это реакция ионного обмена (реакция нейтрализации) между сильной кислотой и нерастворимым основанием (амфотерным гидроксидом). В результате образуются соль сульфат алюминия и вода.

Молекулярное уравнение:

$2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

Полное ионное уравнение (гидроксид алюминия - нерастворимое вещество, серная кислота - сильный электролит, сульфат алюминия - растворимая соль, вода - слабый электролит):

$2Al(OH)_3 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} + 6H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения одинаковых ионов $SO_4^{2-}$):

$2Al(OH)_3 + 6H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 6H_2O$

Сократив все коэффициенты на 2, получаем:

$Al(OH)_3 + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $Al(OH)_3 + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$.

в) H₂SO₄(разб.) + CaO →

Это реакция ионного обмена между сильной кислотой и основным оксидом. В результате образуются соль сульфат кальция и вода. Сульфат кальция ($CaSO_4$) является малорастворимым веществом, поэтому в ионных уравнениях его принято записывать в виде осадка.

Молекулярное уравнение:

$H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$

Полное ионное уравнение (оксид кальция - твердое вещество, серная кислота - сильный электролит, сульфат кальция - осадок, вода - слабый электролит):

$2H^+ + SO_4^{2-} + CaO \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (в данном случае отсутствуют ионы-наблюдатели, поэтому полное ионное уравнение является и сокращенным):

$2H^+ + SO_4^{2-} + CaO \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + CaO \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O$.

г) H₂SO₄(конц.) + BaCl₂ →

Это реакция ионного обмена, которая протекает благодаря образованию нерастворимого в кислотах осадка сульфата бария ($BaSO_4$). Реакция идет как с разбавленной, так и с концентрированной кислотой.

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение (принимая, что реакция идет в водном растворе, где все исходные вещества, кроме продукта $BaSO_4$, являются сильными электролитами):

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

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения ионов $H^+$ и $Cl^-$):

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

Ответ: Молекулярное уравнение: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$. Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$.

д) H₂SO₄(конц.) + MgCl₂ →

Реакция ионного обмена в растворе не протекает, так как все возможные продукты ($MgSO_4$ и $HCl$) являются растворимыми и сильными электролитами, т.е. не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Однако, реакция возможна при нагревании смеси концентрированной серной кислоты и твердого хлорида магния. В этом случае летучая соляная кислота выделяется в виде газа, что смещает равновесие вправо. Данная реакция не является ионным обменом в водном растворе.

Уравнение реакции при нагревании:

$H_2SO_4(\text{конц.}) + MgCl_2(\text{тв}) \xrightarrow{\Delta} MgSO_4 + 2HCl\uparrow$

Ответ: В условиях реакции ионного обмена в растворе реакция невозможна. При нагревании твердого $MgCl_2$ с концентрированной $H_2SO_4$ реакция идет по уравнению: $H_2SO_4(\text{конц.}) + MgCl_2(\text{тв}) \xrightarrow{\Delta} MgSO_4 + 2HCl\uparrow$.

е) H₂SO₄(конц.) + Au →

Реакция не протекает. Золото (Au) — благородный металл, который не реагирует даже с концентрированной серной кислотой, так как обладает очень низкой химической активностью и высоким окислительно-восстановительным потенциалом.

Ответ: реакция невозможна.