Номер 9, страница 41 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) = CaSO_4(s)$.

Предложенные варианты химических взаимодействий:

а) $CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow$

б) $Ca(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow$

в) $Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow$

г) $CaCl_2 + H_2SO_3 \rightarrow$

Найти

Какое из предложенных взаимодействий соответствует данному сокращенному ионному уравнению.

Решение

Чтобы найти соответствующее взаимодействие, необходимо для каждого предложенного варианта написать молекулярное уравнение, затем полное ионное уравнение, определить ионы-зрители (если таковые имеются) и вывести сокращенное ионное уравнение, а затем сравнить его с заданным $Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) = CaSO_4(s)$.

а) $CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow$

Молекулярное уравнение реакции: $CaCO_3(s) + H_2SO_4(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + H_2O(l) + CO_2(g)$

Пояснение: $CaCO_3$ (карбонат кальция) является нерастворимым соединением и записывается в молекулярной форме. $H_2SO_4$ (серная кислота) – сильная кислота, диссоциирует полностью. $CaSO_4$ (сульфат кальция) – малорастворимое соединение, образует осадок. $H_2CO_3$ (угольная кислота) нестабильна и распадается на воду и углекислый газ.

Полное ионное уравнение: $CaCO_3(s) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + H_2O(l) + CO_2(g)$

Сокращенное ионное уравнение: $CaCO_3(s) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + H_2O(l) + CO_2(g)$

Данное уравнение не соответствует заданному $Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) = CaSO_4(s)$, так как $CaCO_3$ не диссоциирует на ионы $Ca^{2+}$ в растворе, и в продуктах образуется $CO_2$.

Ответ: не подходит.

б) $Ca(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow$

Молекулярное уравнение реакции: $Ca(NO_3)_2(aq) + H_2SO_4(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + 2HNO_3(aq)$

Пояснение: $Ca(NO_3)_2$ (нитрат кальция) – растворимая соль, диссоциирует полностью в водном растворе. $H_2SO_4$ (серная кислота) – сильная кислота, диссоциирует полностью. $CaSO_4$ (сульфат кальция) – малорастворимое соединение, выпадает в осадок. $HNO_3$ (азотная кислота) – сильная кислота, диссоциирует полностью.

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + 2NO_3^-(aq) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + 2H^+(aq) + 2NO_3^-(aq)$

Ионы-зрители (которые присутствуют с обеих сторон уравнения и не участвуют в реакции): $2NO_3^-(aq)$ и $2H^+(aq)$.

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow CaSO_4(s)$

Данное уравнение полностью соответствует заданному сокращенному ионному уравнению.

Ответ: подходит.

в) $Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow$

Молекулярное уравнение реакции: $Ca(OH)_2(aq) + H_2SO_4(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + 2H_2O(l)$

Пояснение: $Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция) – малорастворимое основание, но в водном растворе часть его, находящаяся в растворе, диссоциирует как сильное основание. $H_2SO_4$ – сильная кислота. $CaSO_4$ – малорастворимый осадок. $H_2O$ – слабодиссоциирующее вещество.

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + 2OH^-(aq) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + 2H_2O(l)$

В данном уравнении нет ионов-зрителей, так как ионы $OH^-$ и $H^+$ реагируют, образуя воду (реакция нейтрализации).

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + 2OH^-(aq) + 2H^+(aq) + SO_4^{2-}(aq) \rightarrow CaSO_4(s) + 2H_2O(l)$

Данное уравнение не соответствует заданному $Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) = CaSO_4(s)$, так как включает в себя реакцию нейтрализации $2H^+ + 2OH^- \rightarrow 2H_2O$.

Ответ: не подходит.

г) $CaCl_2 + H_2SO_3 \rightarrow$

Молекулярное уравнение реакции: $CaCl_2(aq) + H_2SO_3(aq) \rightarrow CaSO_3(s) + 2HCl(aq)$

Пояснение: $CaCl_2$ (хлорид кальция) – растворимая соль, диссоциирует полностью. $H_2SO_3$ (сернистая кислота) – слабая кислота, записывается в молекулярной форме, так как слабо диссоциирует. $CaSO_3$ (сульфит кальция) – нерастворимая соль, выпадает в осадок. $HCl$ (соляная кислота) – сильная кислота, диссоциирует полностью.

Полное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + 2Cl^-(aq) + H_2SO_3(aq) \rightarrow CaSO_3(s) + 2H^+(aq) + 2Cl^-(aq)$

Ионы-зрители: $2Cl^-(aq)$.

Сокращенное ионное уравнение: $Ca^{2+}(aq) + H_2SO_3(aq) \rightarrow CaSO_3(s) + 2H^+(aq)$

Данное уравнение не соответствует заданному $Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) = CaSO_4(s)$, так как образуется $CaSO_3$ (сульфит кальция), а не $CaSO_4$ (сульфат кальция), и сульфит-ионы не присутствуют в виде свободных ионов из-за слабости сернистой кислоты.

Ответ: не подходит.

Ответ

Правильным является вариант б).