Номер 10, страница 46 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 5. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена - номер 10, страница 46.

Условие.

10. Практически необратимо будет протекать реакция между

1) раствором сульфата натрия ($\text{Na}_2\text{SO}_4$) и соляной кислотой ($\text{HCl}$)

2) растворами гидроксида натрия ($\text{NaOH}$) и фосфорной кислоты ($\text{H}_3\text{PO}_4$)

3) растворами гидроксида натрия ($\text{NaOH}$) и хлорида бария ($\text{BaCl}_2$)

4) раствором сульфата цинка ($\text{ZnSO}_4$) и соляной кислотой ($\text{HCl}$)

Решение.

Решение 2.

Реакции ионного обмена в растворах протекают практически необратимо, если в результате образуется малорастворимое вещество (осадок), газ или слабый электролит (например, вода). Проанализируем каждую из предложенных реакций.

1) раствором сульфата натрия и соляной кислотой

При взаимодействии сульфата натрия ($Na_2SO_4$) и соляной кислоты ($HCl$) происходит реакция обмена между солью сильного основания и сильной кислоты и сильной кислотой. Продуктами реакции являются хлорид натрия ($NaCl$) и серная кислота ($H_2SO_4$).

Уравнение реакции: $Na_2SO_4 + 2HCl \rightleftharpoons 2NaCl + H_2SO_4$

Все вещества, участвующие в реакции, являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде. В растворе они находятся преимущественно в виде ионов. Полное ионное уравнение выглядит так:

$2Na^+ + SO_4^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightleftharpoons 2Na^+ + 2Cl^- + 2H^+ + SO_4^{2-}$

Поскольку набор ионов в левой и правой частях уравнения идентичен, видимых изменений не происходит, и реакция не смещается в сторону продуктов. Условия для необратимого протекания реакции не выполняются.

Ответ: Реакция обратима и практически не протекает.

2) растворами гидроксида натрия и фосфорной кислоты

Это реакция нейтрализации между сильным основанием, гидроксидом натрия ($NaOH$), и кислотой средней силы, фосфорной кислотой ($H_3PO_4$).

Уравнение реакции: $3NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

Одним из продуктов реакции является вода ($H_2O$) — очень слабый электролит. Образование молекул воды из ионов $H^+$ и $OH^-$ является движущей силой реакции, смещающей равновесие вправо. Это делает реакцию практически необратимой.

Полное ионное уравнение:

$3Na^+ + 3OH^- + 3H^+ + PO_4^{3-} \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-} + 3H_2O$

Сокращенное ионное уравнение, показывающее суть процесса:

$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

Ответ: Реакция протекает практически необратимо.

3) растворами гидроксида натрия и хлорида бария

Реакция обмена между сильным основанием, гидроксидом натрия ($NaOH$), и солью, хлоридом бария ($BaCl_2$).

Уравнение реакции: $2NaOH + BaCl_2 \rightleftharpoons Ba(OH)_2 + 2NaCl$

Продукты реакции — гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) и хлорид натрия ($NaCl$). Оба вещества являются сильными электролитами. Гидроксид бария считается растворимым основанием (щёлочью). Таким образом, в растворе все вещества диссоциированы на ионы.

Полное ионное уравнение:

$2Na^+ + 2OH^- + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightleftharpoons Ba^{2+} + 2OH^- + 2Na^+ + 2Cl^-$

Набор ионов не изменяется, следовательно, реакция обратима и равновесие существенно не смещено.

Ответ: Реакция обратима и практически не протекает.

4) раствором сульфата цинка и соляной кислотой

Реакция обмена между солью, сульфатом цинка ($ZnSO_4$), и сильной кислотой, соляной ($HCl$).

Уравнение реакции: $ZnSO_4 + 2HCl \rightleftharpoons ZnCl_2 + H_2SO_4$

Все участвующие вещества — растворимые соли или сильные кислоты. В продуктах нет ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Реакция между солью и кислотой протекает, если образуется более слабая или летучая кислота, либо выпадает осадок. В данном случае из одной сильной кислоты ($HCl$) образуется другая сильная кислота ($H_2SO_4$), поэтому нет движущей силы для смещения равновесия.

Полное ионное уравнение:

$Zn^{2+} + SO_4^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightleftharpoons Zn^{2+} + 2Cl^- + 2H^+ + SO_4^{2-}$

Набор ионов не изменяется.

Ответ: Реакция обратима и практически не протекает.