Номер 181, страница 43 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

181. Приведите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции в водном растворе, которые протекают с образованием:

а) слабого электролита (кроме воды);

б) воды;

в) осадка;

г) газа.

а) слабого электролита (кроме воды);

Реакции ионного обмена в растворах протекают до конца, если в результате образуется слабый электролит. Слабые электролиты — это вещества, которые в растворе лишь частично диссоциируют на ионы. Примером такого слабого электролита (кроме воды) может служить уксусная кислота ($CH_3COOH$). Она образуется при взаимодействии соли уксусной кислоты (например, ацетата натрия) с сильной кислотой (например, соляной кислотой).

Молекулярное уравнение реакции:

$CH_3COONa + HCl \rightarrow CH_3COOH + NaCl$

Чтобы составить ионные уравнения, запишем сильные электролиты (растворимые соли, сильные кислоты и щелочи) в виде ионов, а слабые электролиты (в данном случае — уксусная кислота) — в молекулярном виде.

Полное ионное уравнение:

$CH_3COO^- + Na^+ + H^+ + Cl^- \rightarrow CH_3COOH + Na^+ + Cl^-$

Сократив одинаковые ионы (ионы-наблюдатели $Na^+$ и $Cl^-$) в левой и правой частях, получим сокращённое ионное уравнение, которое показывает, что реакция сводится к взаимодействию ацетат-ионов с ионами водорода.

Сокращённое ионное уравнение:

$CH_3COO^- + H^+ \rightarrow CH_3COOH$

Ответ:

Молекулярное уравнение: $CH_3COONa + HCl \rightarrow CH_3COOH + NaCl$.

Сокращённое ионное уравнение: $CH_3COO^- + H^+ \rightarrow CH_3COOH$.

б) воды;

Образование воды, которая является очень слабым электролитом, является одним из условий протекания реакций ионного обмена. Классическим примером является реакция нейтрализации — взаимодействие кислоты и основания. Возьмём реакцию между сильной кислотой, такой как соляная кислота ($HCl$), и сильным основанием, таким как гидроксид натрия ($NaOH$).

Молекулярное уравнение реакции:

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

В этой реакции сильные электролиты $HCl$, $NaOH$ и $NaCl$ диссоциируют на ионы, а вода, как слабый электролит, записывается в молекулярной форме.

Полное ионное уравнение:

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

Ионы $Na^+$ и $Cl^-$ присутствуют в растворе до и после реакции, не принимая в ней участия (ионы-наблюдатели). После их сокращения получаем суть реакции нейтрализации.

Сокращённое ионное уравнение:

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

Ответ:

Молекулярное уравнение: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$.

Сокращённое ионное уравнение: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$.

в) осадка;

Реакция ионного обмена идёт до конца, если один из продуктов является нерастворимым или малорастворимым веществом и выпадает в осадок. Используя таблицу растворимости, можно подобрать пару растворимых солей, которые при взаимодействии образуют осадок. Например, реакция между растворами нитрата серебра ($AgNO_3$) и хлорида натрия ($NaCl$) приводит к образованию белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$).

Молекулярное уравнение реакции:

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

Нерастворимый хлорид серебра записывается в молекулярной форме, а растворимые соли — в виде ионов.

Полное ионное уравнение:

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

Сократив ионы-наблюдатели $Na^+$ и $NO_3^-$, получим сокращённое ионное уравнение.

Сокращённое ионное уравнение:

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

Ответ:

Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$.

Сокращённое ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$.

г) газа.

Выделение газообразного вещества также является признаком необратимости реакции ионного обмена. Газ может образоваться при разложении одного из продуктов. Типичный пример — реакция сильной кислоты (например, соляной, $HCl$) с солью слабой летучей кислоты (например, с карбонатом натрия $Na_2CO_3$).

Молекулярное уравнение реакции:

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

В ходе этой реакции образуется слабая и неустойчивая угольная кислота ($H_2CO_3$), которая немедленно разлагается на воду и углекислый газ ($CO_2$), который выделяется из раствора.

Полное ионное уравнение (учитывая, что $CO_2$ — газ, а $H_2O$ — слабый электролит):

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

После сокращения ионов-наблюдателей ($2Na^+$ и $2Cl^-$) получаем итоговое уравнение.

Сокращённое ионное уравнение:

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

Ответ:

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

Сокращённое ионное уравнение: $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$.