Номер 200, страница 46 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

200. Укажите верные соотношения между химическими количествами частиц, участвующих в реакции между водными растворами карбоната натрия и фосфорной кислоты:

а) $n(\text{Na}^+) = n(\text{CO}_3^{2-});$

б) $n(\text{H}_3\text{PO}_4) = \frac{2}{3} \cdot n(\text{CO}_3^{2-});$

в) $n(\text{PO}_4^{3-}) = n(\text{CO}_3^{2-});$

г) $n(\text{PO}_4^{3-}) = \frac{3}{2} \cdot n(\text{CO}_2).$

Для того чтобы определить верные соотношения, необходимо записать уравнение химической реакции между водными растворами карбоната натрия ($Na_2CO_3$) и фосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Это реакция обмена между солью слабой кислоты и более сильной кислотой, в результате которой образуются соль, вода и выделяется углекислый газ.

Сбалансированное молекулярное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$3 Na_2CO_3 + 2 H_3PO_4 \rightarrow 2 Na_3PO_4 + 3 CO_2 \uparrow + 3 H_2O$

Из этого уравнения можно вывести соотношения между химическими количествами ($n$) веществ, участвующих в реакции, которые равны соотношениям их стехиометрических коэффициентов. Также рассмотрим соотношения ионов в исходных веществах.

а) $n(Na^+) = n(CO_3^{2-})$

Данное соотношение относится к составу исходного вещества — карбоната натрия ($Na_2CO_3$). При диссоциации в водном растворе одна формульная единица $Na_2CO_3$ распадается на два иона натрия ($Na^+$) и один карбонат-ион ($CO_3^{2-}$):

$Na_2CO_3 \rightarrow 2Na^+ + CO_3^{2-}$

Таким образом, химическое количество ионов натрия в два раза превышает химическое количество карбонат-ионов. Верное соотношение: $n(Na^+) = 2 \cdot n(CO_3^{2-})$. Следовательно, утверждение а) неверно.

Ответ: неверно.

б) $n(H_3PO_4) = \frac{2}{3} \cdot n(CO_3^{2-})$

Это соотношение описывает стехиометрическое отношение между реагентами. Из уравнения реакции видно, что 2 моль фосфорной кислоты ($H_3PO_4$) реагируют с 3 моль карбоната натрия ($Na_2CO_3$), который содержит 3 моль карбонат-ионов ($CO_3^{2-}$). Соотношение химических количеств реагентов равно соотношению их коэффициентов:

$\frac{n(H_3PO_4)}{n(CO_3^{2-})} = \frac{2}{3}$

Из этого пропорционального соотношения следует, что $n(H_3PO_4) = \frac{2}{3} \cdot n(CO_3^{2-})$. Утверждение б) верно.

Ответ: верно.

в) $n(PO_4^{3-}) = n(CO_3^{2-})$

Здесь сравниваются химические количества одного из реагентов ($CO_3^{2-}$) и одного из продуктов ($PO_4^{3-}$). Согласно уравнению реакции, из 3 моль карбонат-ионов $CO_3^{2-}$ образуется 2 моль фосфат-ионов $PO_4^{3-}$.

Соотношение их количеств:

$\frac{n(PO_4^{3-})}{n(CO_3^{2-})} = \frac{2}{3}$

Следовательно, верное соотношение: $n(PO_4^{3-}) = \frac{2}{3} \cdot n(CO_3^{2-})$. Утверждение в) неверно.

Ответ: неверно.

г) $n(PO_4^{3-}) = \frac{3}{2} \cdot n(CO_2)$

В этом пункте сравниваются химические количества двух продуктов реакции: фосфат-иона ($PO_4^{3-}$) и углекислого газа ($CO_2$). Из уравнения реакции следует, что 2 моль фосфат-ионов образуются одновременно с 3 моль углекислого газа.

Соотношение их количеств:

$\frac{n(PO_4^{3-})}{n(CO_2)} = \frac{2}{3}$

Отсюда получаем верное соотношение: $n(PO_4^{3-}) = \frac{2}{3} \cdot n(CO_2)$. Утверждение г) неверно.

Ответ: неверно.