Номер 3, страница 151 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

3. Составьте в молекулярной форме три уравнения реакций нейтрализации, соответствующих уравнению: $H^+ + OH^- = H_2O$.

Решение

Реакция нейтрализации — это реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода. Сокращенное ионное уравнение $H^+ + OH^- = H_2O$ является сутью реакции нейтрализации между любой сильной кислотой и любым сильным основанием (щелочью). Это происходит потому, что сильные кислоты (например, соляная $HCl$, серная $H_2SO_4$, азотная $HNO_3$) и сильные основания (например, гидроксид натрия $NaOH$, гидроксид калия $KOH$, гидроксид бария $Ba(OH)_2$) в водных растворах практически полностью диссоциируют на ионы. При их смешивании катионы водорода $H^+$ от кислоты и гидроксид-анионы $OH^-$ от основания взаимодействуют, образуя малодиссоциирующее соединение — воду $H_2O$. Остальные ионы (катион металла и анион кислотного остатка) остаются в растворе и называются ионами-наблюдателями.

Чтобы составить три молекулярных уравнения, соответствующих данному ионному, необходимо выбрать три разные пары "сильная кислота + сильное основание".

1) Взаимодействие соляной кислоты и гидроксида натрия

Соляная кислота ($HCl$) — сильная одноосновная кислота. Гидроксид натрия ($NaOH$) — сильное однокислотное основание (щелочь). При их взаимодействии образуются соль хлорид натрия и вода.

$HCl + NaOH = NaCl + H_2O$

Полное ионное уравнение: $H^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- = Na^+ + Cl^- + H_2O$.

Сокращенное ионное уравнение: $H^+ + OH^- = H_2O$.

Ответ: $HCl + NaOH = NaCl + H_2O$.

2) Взаимодействие серной кислоты и гидроксида калия

Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная двухосновная кислота. Гидроксид калия ($KOH$) — сильное однокислотное основание (щелочь). Для полной нейтрализации одной молекулы серной кислоты требуются две молекулы гидроксида калия. В результате образуются соль сульфат калия и вода.

$H_2SO_4 + 2KOH = K_2SO_4 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + 2K^+ + 2OH^- = 2K^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O$.

Сокращенное ионное уравнение после сокращения коэффициентов: $H^+ + OH^- = H_2O$.

Ответ: $H_2SO_4 + 2KOH = K_2SO_4 + 2H_2O$.

3) Взаимодействие азотной кислоты и гидроксида бария

Азотная кислота ($HNO_3$) — сильная одноосновная кислота. Гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) — сильное двукислотное основание (щелочь). Для полной нейтрализации одной молекулы гидроксида бария требуются две молекулы азотной кислоты. В результате образуются соль нитрат бария и вода.

$2HNO_3 + Ba(OH)_2 = Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$

Полное ионное уравнение: $2H^+ + 2NO_3^- + Ba^{2+} + 2OH^- = Ba^{2+} + 2NO_3^- + 2H_2O$.

Сокращенное ионное уравнение после сокращения коэффициентов: $H^+ + OH^- = H_2O$.

Ответ: $2HNO_3 + Ba(OH)_2 = Ba(NO_3)_2 + 2H_2O$.