Задания 21. Электролитическая диссоциация и реакции ионного обмена Задание №1 0E3246 Сокращённое ионное уравнение Н+ + ОН− = H2O соответствует взаимодействию азотной кислоты с: 1) оксидом натрия 2) гидроксидом меди 3) гидроксидом натри 4) нитратом калия Решение Ответ: 3 Пояснение: Азотная кислота является сильной кислотой, следовательно, практически все ее молекулы диссоциируют на катионы H+ и анионы NO3−. На гидроксид-ионы OH− диссоциируют сильные растворимые в воде основания, т.е. щелочи. Из всех вариантов ответов, представленных в задании, подходит гидроксид натрия, который в водном растворе распадается на Na+ и OH−. Полное ионное уравнение реакции NaOH и HNO3: Na+ + OH− + H+ + NO3− = Na+ + NO3− + H2O. Сократив слева и справа в уравнении одинаковые ионы, получим сокращенное ионной уравнение, представленное в задании. Данная реакция идет за счет образования малодиссоциирующего вещества – воды. Оксид натрия не диссоциирует в воде, а реагирует с ней с образованием щелочи: Na2O + H2O = 2 NaOH. Гидроксид меди является нерастворимым основанием, поэтому в воде не диссоциирует. Полное ионное уравнение Cu(OH)2 + 2H+ + 2NO3− = Cu2+ + 2NO3− + 2H2O Сокращенное ионное уравнение: Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O Растворимая в воде соль KNO3 при диссоциации не дает гидроксид-ионы. Являясь сильным электролитом, она распадается на катионы K+ и анионы NO3− Задание №2 4BEAF0 Осадок выпадает при приливании серной кислоты к раствору, содержащему ионы: 1. NH4+ и NO3− 2. K+ и SiO32− 3. Cu2+ и Cl− 4. Na+ и S2- Решение Ответ: 2 Пояснение: Серная кислота является сильным электролитом и в воде диссоциирует на ионы: H+ и SO42-. При взаимодействии катионов H+ с анионами SiO32− образуется не растворимая в воде кремниевая кислота H2SiO3. Кислотный остаток серной кислоты SO42- не образует осадков с предложенными катионами, как можно проверить по таблице растворимости кислот, оснований и солей в воде. Катион H+, кроме как с SiO32−, также не образует осадков с предложенными анионами. Задание №3 0144F8 Сокращённое ионное уравнение Cu2+ + 2OH− = Cu(OH)2 соответствует взаимодействию между: 1. CuSO4 (p-p) и Fe(OH)3 2. CuS и Ba(OH)2 (p-p) 3. CuCl2 (p-p) и NaOH (p-p) 4. CuO и H2O Решение Ответ: 3 Пояснение: В первом случае реакция между сульфатом меди CuSO4 и гидроксидом железа (III) Fe(OH)3 не протекает, поскольку гидроксид железа является нерастворимым основанием и не диссоциирует в водном растворе. Во втором случае реакция также не идет из-за нерастворимости сульфида меди CuS. В третьем варианте реакция обмена между хлоридом меди (II) и NaOH протекает за счет выпадения осадка Cu(OH)2. Уравнение реакции в молекулярном виде выглядит следующим образом: CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl. Уравнение этой реакции в полном ионном виде: Cu2+ + 2Cl− + 2Na+ + 2OH− = Cu(OH)2↓ + 2Na+ + 2Cl−. Сократив одинаковые ионы Na+ и Cl− в левой и правой частях полного ионного уравнения, получаем сокращенное ионное уравнение: Cu2+ + 2OH− = Cu(OH)2↓ Оксид меди CuO (II), являясь оксидом переходного металла (IA группы) с водой не взаимодействует, так как не образует растворимого основания. Задание №4 BA67F8 Взаимодействию растворов хлорида меди(II) и гидроксида калия соответствует сокращённое ионное уравнение: 1. Cl− + K+ = KCl 2. CuCl2 + 2OH− = Cu(OH)2 + 2Cl− 3. Cu2+ + 2KOH = Cu(OH)2 + 2K+ 4. Cu2+ + 2OH− = Cu(OH)2 Решение Ответ: 4 Пояснение: Реакция обмена между растворами хлорида меди (II) и гидроксида калия в молекулярном виде записывается следующим образом: CuCl2 + 2KOH = Cu(OH)2↓ + 2KCl Реакция проходит за счет выпадения голубого осадка Cu(OH)2. CuCl2 и KOH являются растворимыми соединениями, поэтому в растворе распадаются на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде: Cu2+ + 2Cl− + 2K+ + 2OH− = Cu(OH)2↓ + 2Cl− + 2K+ Сокращаем одинаковые ионы 2Cl− и 2K+ слева и справа полного ионного уравнения и получаем сокращенное ионное уравнение: Cu2+ + 2OH−= Cu(OH)2↓ KCl, CuCl2 и KOH являются растворимыми веществами и в водном растворе диссоциируют на катионы и анионы практически нацело. В других предложенных вариантах ответов эти соединения фигурируют в недиссоциированном виде, поэтому варианты 1, 2 и 3 не являются верными. Задание №5 C02CF3 Какое сокращённое ионное уравнение соответствует взаимодействию силиката натрия с азотной кислотой? 1. K+ + NO3− = KNO3 2. H+ + NO3− = HNO3 3. 2H+ + SiO32- = H2SiO3 4. 2K+ + SiO32- = K2SiO3 Решение Ответ: 3 Пояснение: Реакцию взаимодействия силиката натрия с азотной кислотой (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом: Na2SiO3 + 2HNO3 = H2SiO3↓ + 2NaNO3 Поскольку силикат натрия – растворимая соль, а азотная кислота является сильной, оба вещества в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде: 2Na+ + SiO32− + 2H+ + 2NO3− = H2SiO3↓ + 2Na+ + 2NO3− Сократив ионы Na+ и NO3− в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение: SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓ Остальные предложенные варианты не отражают признака реакции – выпадение осадка. Кроме того, в представленных вариантах ответа растворимые соли KNO3 и K2SiO3 и сильная кислота HNO3 представлены в недиссоциированном виде, что, конечно, неверно, поскольку эти вещества сильные электролиты. [adsp-pro-3] Задание №6 F6DE0A Сокращённое ионное уравнение Ba2++ SO42−=BaSO4 соответствует взаимодействию 1. Ba(NO3)2 и Na2SO4 2. Ba(OH)2 и CuSO4 3. BaO и H2SO4 4. BaCO3 и H2SO4 Решение Ответ: 1 Пояснение: Реакцию взаимодействия нитрата бария с сульфатом натрия (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом: Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaNO3 Поскольку нитрат бария и сульфат натрия являются растворимыми солями, оба вещества в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде: Ba2+ + 2NO3− + 2Na+ + SO42− = BaSO4↓ + 2Na+ + 2NO3− Сократив ионы Na+ и NO3− в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение: Ba2+ + SO42− = BaSO4↓ Реакцию взаимодействия гидроксида бария с сульфатом меди (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом: Ba(OH)2 + CuSO4 = BaSO4↓ + Cu(OH)2↓ Образуются два осадка. Поскольку гидроксид бария и сульфат меди являются растворимыми веществами, то оба в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде: Ba2+ + 2OH− + Cu2+ + SO42− = BaSO4↓ + Cu(OH)2↓ Поскольку одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения нет и невозможно ничего сократить, то сокращенное ионное уравнение выглядит так же, как и полное. Реакцию взаимодействия оксида бария с серной кислотой (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом: BaO + H2SO4 = BaSO4↓ + H2O Поскольку BaO является оксидом, в воде не диссоциирует (BaO взаимодействует с водой с образованием щелочи), записываем формулу BaO в недиссоциированном виде. Серная кислота является сильной, поэтому в растворе диссоциирует на катионы H+ и анионы SO42−. Реакция протекает за счет выпадения осадка сульфата бария и образования малодиссоциирующего вещества. Запишем реакцию в полном ионном виде: BaO + 2H+ + SO42− = BaSO4↓ + 2H2O Здесь тоже одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения нет и невозможно ничего сократить, то сокращенное ионное уравнение выглядит так же, как и полное. Реакцию взаимодействия карбоната бария с серной кислотой (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом: BaCO3 + H2SO4 = BaSO4↓ + CO2↑ + H2O Реакция протекает за счет образования осадка, выделения газа и образования малодиссоциирующего соединения – воды. Поскольку BaCO3 – это нерастворимая соль, следовательно, в растворе на ионы не распадается, то записываем формулу BaCO3 в молекулярном виде. Серная кислота является сильной, поэтому в растворе диссоциирует на катионы H+ и анионы SO42−. Запишем реакцию в полном ионном виде: BaCO3 + 2H+ + SO42− = BaSO4↓ + CO2↑ + H2O Полное ионное уравнение совпадает с сокращенным, поскольку одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения нет. Задание №7 2A4F01 Сокращённое ионное уравнение Ba2+ + CO32− = BaCO3 соответствует взаимодействию 1) сульфата бария и карбоната калия 2) гидроксида бария и углекислого газа 3) хлорида бария и карбоната натрия 4) нитрата бария и углекислого газа Решение Ответ: 3 Пояснение: Реакция между сульфатом бария BaSO4 и карбонатом калия K2CO3 не протекает, поскольку сульфат бария – нерастворимая соль. Необходимое условие реакции обмена двух солей – это растворимость обоих солей. Реакция между гидроксидом бария Ba(OH)2 и углекислым газом CO2 (кислотным оксидом) протекает за счет образования нерастворимой соли BaCO3. Это реакция взаимодействия щелочи с кислотным оксидом с образованием соли и воды. Запишем реакцию в молекулярном виде: Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3↓ + H2O Поскольку гидроксид бария является растворимым основанием, в растворе он диссоциирует на катионы Ba2+ и гидроксид-ионы OH−. Оксид углерода в воде не диссоциирует, поэтому в ионных уравнениях его формулу следует записывать в молекулярном виде. Карбонат бария является нерастворимой солью, поэтому в ионном уравнении реакции его также записываем в молекулярном виде. Таким образом, реакция взаимодействия гидроксида бария и углекислого газа в полном ионном виде выглядит следующим образом: Ba2+ + 2OH− + CO2 = BaCO3↓ + H2O Поскольку одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения нет и невозможно ничего сократить, то сокращенное ионное уравнение выглядит так же, как и полное. Реакцию взаимодействия хлорида бария с карбонатом натрия (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом: BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaCl Поскольку хлорид бария и карбонат натрия являются растворимыми солями, оба вещества в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде: Ba2+ + 2Cl− + 2Na+ + CO32- = BaCO3↓ + 2Na+ + 2Cl− Сократив ионы Na+ и Cl− в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение: Ba2+ + CO32- = BaCO3↓ Реакция между нитратом бария Ba(NO3)2 и углекислым газом CO2 (кислотным оксидом) в водном растворе не протекает. Углекислый газ CO2 в водном растворе образует слабую неустойчивую угольную кислоту H2CO3, которая не способна вытеснить сильную HNO3 из раствора соли Ba(NO3)2. [adsp-pro-3]