Номер 353, страница 74 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

353. При взаимодействии серной кислоты с солью должны получиться новая соль и новая кислота. При выполнении каких условий эта реакция будет протекать? С какими из перечисленных солей разбавленная серная кислота будет вступать в реакцию: $KNO_3$, $FeCl_2$, $Na_2S$, $CaCO_3$, $Li_3PO_4$, $NaNO_2$, $Zn(NO_3)_2$, $MgS$? Приведите уравнения протекающих реакций в ионном виде.

При выполнении каких условий эта реакция будет протекать?

Реакция взаимодействия серной кислоты с солью, в результате которой образуются новая соль и новая кислота, является реакцией ионного обмена. Для того чтобы такая реакция протекала до конца (была необратимой), необходимо, чтобы один из продуктов покидал сферу реакции. Это происходит при выполнении хотя бы одного из следующих условий:

• Образование осадка: один из продуктов реакции (новая соль или новая кислота) является нерастворимым в воде веществом и выпадает в осадок. Например, при реакции с солью бария образуется нерастворимый сульфат бария $BaSO_4\downarrow$.
• Выделение газа: образующаяся кислота является летучей (например, сероводородная $H_2S$) или нестабильной, разлагающейся с выделением газа (например, угольная кислота $H_2CO_3$, которая сразу распадается на $H_2O$ и $CO_2\uparrow$).
• Образование слабого электролита: образующаяся кислота является слабой (например, фосфорная $H_3PO_4$, азотистая $HNO_2$). Сильная серная кислота вытесняет более слабую кислоту из ее соли.

Ответ: Реакция протекает, если в результате образуется осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (слабая кислота).

С какими из перечисленных солей разбавленная серная кислота будет вступать в реакцию? Приведите уравнения протекающих реакций в ионном виде.

Разбавленная серная кислота ($H_2SO_4$) будет реагировать с теми солями из списка, при взаимодействии с которыми выполняется одно из перечисленных выше условий.

Реакции не протекают со следующими солями:

• $KNO_3$ (нитрат калия): $H_2SO_4 + 2KNO_3 \leftrightarrow K_2SO_4 + 2HNO_3$. Реакция обратима, так как все вещества являются сильными электролитами и хорошо растворимы в воде.
• $FeCl_2$ (хлорид железа(II)): $H_2SO_4 + FeCl_2 \leftrightarrow FeSO_4 + 2HCl$. Реакция обратима, так как соляная кислота – сильная, и все соли растворимы.
• $Zn(NO_3)_2$ (нитрат цинка): $H_2SO_4 + Zn(NO_3)_2 \leftrightarrow ZnSO_4 + 2HNO_3$. Реакция не идет по тем же причинам, что и с нитратом калия.

Реакции протекают со следующими солями:

1. $Na_2S$ (сульфид натрия):

Реакция идет, так как выделяется газ – сероводород ($H_2S$), который является слабой летучей кислотой.

Сокращенное ионное уравнение: $2H^+ + S^{2-} \rightarrow H_2S\uparrow$

2. $CaCO_3$ (карбонат кальция):

Реакция идет, так как выделяется углекислый газ ($CO_2$) из-за разложения нестабильной угольной кислоты, а также образуется малорастворимый осадок сульфата кальция ($CaSO_4$).

Полное ионное уравнение: $2H^+ + SO_4^{2-} + CaCO_{3(s)} \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

3. $Li_3PO_4$ (фосфат лития):

Реакция идет, так как образуется фосфорная кислота ($H_3PO_4$) – кислота средней силы, являющаяся более слабым электролитом, чем серная.

Сокращенное ионное уравнение: $3H^+ + PO_4^{3-} \rightarrow H_3PO_4$

4. $NaNO_2$ (нитрит натрия):

Реакция идет, так как образуется слабая и неустойчивая азотистая кислота ($HNO_2$).

Сокращенное ионное уравнение: $H^+ + NO_2^- \rightarrow HNO_2$

5. $MgS$ (сульфид магния):

Реакция идет, так как выделяется газ – сероводород ($H_2S$). Сульфид магния нерастворим в воде.

Сокращенное ионное уравнение: $2H^+ + MgS_{(s)} \rightarrow Mg^{2+} + H_2S\uparrow$

Ответ: Разбавленная серная кислота будет вступать в реакцию с $Na_2S$, $CaCO_3$, $Li_3PO_4$, $NaNO_2$, $MgS$.

Уравнения протекающих реакций в ионном виде:

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

$2H^+ + SO_4^{2-} + CaCO_{3(s)} \rightarrow CaSO_4\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

$3H^+ + PO_4^{3-} \rightarrow H_3PO_4$

$H^+ + NO_2^- \rightarrow HNO_2$

$2H^+ + MgS_{(s)} \rightarrow Mg^{2+} + H_2S\uparrow$