Задания 21. Электролитическая диссоциация и реакции ионного обмена

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⁻

Ответ: 2

Пояснение:

Серная кислота является сильным электролитом и в воде диссоциирует на ионы: H⁺ и SO₄^2-. При взаимодействии катионов H⁺ с анионами SiO₃²⁻ образуется не растворимая в воде кремниевая кислота H₂SiO₃.

Кислотный остаток серной кислоты SO₄^2- 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.

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.

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.

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 NO^₃− в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение:

SiO₃^2- + 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.

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.

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⁺ + CO₃^2- = BaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻

Сократив ионы Na⁺ и Cl⁻ в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение:

Ba²⁺ + CO₃^2- = 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.