Лабораторный опыт, страница 34 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 2. Химические реакции в водных растворах. Параграф 9. Реакции ионного обмена. Вопросы в начале параграфа - страница 34.

Условие.

Лабораторный опыт. Реакции между растворами электролитов

1) В пробирку с раствором хлорида натрия прилейте раствор нитрата серебра(I) или нитрата свинца(II). Выпадает осадок.

2) В пробирку с раствором карбоната натрия прилейте соляной кислоты. В результате реакции выделяется газ.

3) В пробирку с раствором азотной кислоты прилейте раствор гидроксида калия. В результате реакции выделяется теплота.

4) К раствору хлорида магния прилейте раствор сульфата натрия. Признаков химической реакции не наблюдается.

● Запишите уравнения проведённых реакций.

Решение.

Решение 2.

1) В пробирку с раствором хлорида натрия прилейте раствор нитрата серебра(I) или нитрата свинца(II). Выпадает осадок.

В данном пункте описаны две возможные качественные реакции на хлорид-ион, обе являются реакциями ионного обмена и приводят к образованию нерастворимого осадка.

Вариант 1: с нитратом серебра(I). При взаимодействии хлорида натрия с нитратом серебра(I) образуется белый творожистый осадок хлорида серебра(I).

Молекулярное уравнение реакции:

$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3$

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Вариант 2: с нитратом свинца(II). При взаимодействии хлорида натрия с нитратом свинца(II) образуется белый кристаллический осадок хлорида свинца(II).

Молекулярное уравнение реакции:

$2NaCl + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbCl_2 \downarrow + 2NaNO_3$

Полное ионное уравнение:

$2Na^+ + 2Cl^- + Pb^{2+} + 2NO_3^- \rightarrow PbCl_2 \downarrow + 2Na^+ + 2NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Pb^{2+} + 2Cl^- \rightarrow PbCl_2 \downarrow$

Ответ: $NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3$ или $2NaCl + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbCl_2 \downarrow + 2NaNO_3$.

2) В пробирку с раствором карбоната натрия прилейте соляной кислоты. В результате реакции выделяется газ.

При взаимодействии раствора карбоната натрия (соль, образованная слабой кислотой) с сильной соляной кислотой происходит реакция обмена. В ходе реакции образуется очень слабая и неустойчивая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая тут же разлагается на углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$). Выделение пузырьков газа является видимым признаком реакции.

Молекулярное уравнение реакции:

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

Полное ионное уравнение:

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

Сокращенное ионное уравнение:

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

Ответ: $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$.

3) В пробирку с раствором азотной кислоты прилейте раствор гидроксида калия. В результате реакции выделяется теплота.

Происходит реакция нейтрализации между сильной азотной кислотой ($HNO_3$) и сильным основанием — гидроксидом калия ($KOH$). Реакции нейтрализации всегда экзотермичны, что и наблюдается в виде выделения теплоты. Продуктами являются соль (нитрат калия) и вода.

Молекулярное уравнение реакции:

$HNO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$H^+ + NO_3^- + K^+ + OH^- \rightarrow K^+ + NO_3^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение, отражающее суть всех реакций нейтрализации между сильными кислотами и основаниями:

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

Ответ: $HNO_3 + KOH \rightarrow KNO_3 + H_2O$.

4) К раствору хлорида магния прилейте раствор сульфата натрия. Признаков химической реакции не наблюдается.

Реакции ионного обмена в растворах идут до конца, если образуется осадок, газ или слабый электролит (например, вода). В данном случае исходные вещества, хлорид магния ($MgCl_2$) и сульфат натрия ($Na_2SO_4$), являются растворимыми солями. Посмотрим на возможные продукты реакции обмена: сульфат магния ($MgSO_4$) и хлорид натрия ($NaCl$).

Согласно таблице растворимости, оба предполагаемых продукта также хорошо растворимы в воде. Таким образом, в растворе просто смешиваются ионы $Mg^{2+}$, $Cl^-$, $Na^+$ и $SO_4^{2-}$, но образования новых веществ не происходит. Реакция не идет.

$MgCl_2 + Na_2SO_4 \nrightarrow$

Ответ: Химическая реакция не протекает, так как в результате не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита.