Номер 5, страница 212 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

5. Проанализируйте возможность протекания реакций в растворе между азотной кислотой и солями: хлорид калия, карбонат калия, сульфид натрия, сульфат натрия.

Для определения возможности протекания реакции ионного обмена в растворе между кислотой и солью необходимо проанализировать продукты реакции. Реакция протекает до конца, если в результате образуется:

газообразное вещество ($\uparrow$);

нерастворимое вещество (осадок, $\downarrow$);

малодиссоциирующее вещество (слабый электролит), например, вода ($H_2O$) или слабая кислота.

Азотная кислота ($HNO_3$) является сильной кислотой.

Хлорид калия ($KCl$)

Хлорид калия — соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HCl$).

Предполагаемое уравнение реакции:

$HNO_3 + KCl \rightarrow KNO_3 + HCl$

В растворе все исходные вещества и продукты являются сильными электролитами, полностью диссоциированными на ионы:

Полное ионное уравнение:

$H^+ + NO_3^- + K^+ + Cl^- \rightarrow K^+ + NO_3^- + H^+ + Cl^-$

Как видно из уравнения, состав ионов в левой и правой частях идентичен. Не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Следовательно, реакция ионного обмена не протекает.

Ответ: Реакция между азотной кислотой и хлоридом калия в растворе не протекает.

Карбонат калия ($K_2CO_3$)

Карбонат калия — соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой угольной кислотой ($H_2CO_3$).

Молекулярное уравнение реакции:

$2HNO_3 + K_2CO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2CO_3$

Угольная кислота ($H_2CO_3$) является слабым и неустойчивым соединением, которое в момент образования разлагается на воду (слабый электролит) и углекислый газ (газ):

$H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$

Таким образом, итоговое уравнение реакции выглядит так:

$2HNO_3 + K_2CO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

Полное ионное уравнение:

$2H^+ + 2NO_3^- + 2K^+ + CO_3^{2-} \rightarrow 2K^+ + 2NO_3^- + H_2O + CO_2\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

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

Реакция протекает, так как образуются слабый электролит (вода) и газ (углекислый газ).

Ответ: Реакция между азотной кислотой и карбонатом калия в растворе протекает с выделением углекислого газа.

Сульфид натрия ($Na_2S$)

Сульфид натрия — соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой сероводородной кислотой ($H_2S$).

Молекулярное уравнение реакции:

$2HNO_3 + Na_2S \rightarrow 2NaNO_3 + H_2S\uparrow$

В результате реакции образуется сероводород ($H_2S$) — слабая кислота и газ с неприятным запахом. Образование газа является признаком протекания реакции.

Полное ионное уравнение:

$2H^+ + 2NO_3^- + 2Na^+ + S^{2-} \rightarrow 2Na^+ + 2NO_3^- + H_2S\uparrow$

Сокращенное ионное уравнение:

$2H^+ + S^{2-} \rightarrow H_2S\uparrow$

Реакция протекает, так как образуется газообразное вещество (сероводород).

Ответ: Реакция между азотной кислотой и сульфидом натрия в растворе протекает с выделением сероводорода.

Сульфат натрия ($Na_2SO_4$)

Сульфат натрия — соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и сильной серной кислотой ($H_2SO_4$).

Предполагаемое уравнение реакции:

$2HNO_3 + Na_2SO_4 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2SO_4$

В растворе все исходные вещества и продукты являются сильными электролитами, полностью диссоциированными на ионы:

Полное ионное уравнение:

$2H^+ + 2NO_3^- + 2Na^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + 2NO_3^- + 2H^+ + SO_4^{2-}$

Состав ионов в растворе не изменяется. Не образуется ни осадка, ни газа, ни слабого электролита. Следовательно, реакция ионного обмена не протекает.

Ответ: Реакция между азотной кислотой и сульфатом натрия в растворе не протекает.