Ответы к §38. Ионные уравнения

Лабораторный опыт №17

Взаимодействие растворов хлорида натрия и нитрата серебра.
К 1 мл раствора хлорида натрия в пробирке добавьте с помощью пипетки несколько капель раствора нитрата серебра. Что наблюдаете? Запишите молекулярное и ионное уравнения реакции. Согласно сокращённому ионному уравнению предложите несколько вариантов проведения такой реакции с другими электролитами. Запишите молекулярные уравнения проделанных реакций.

Ответ:

При добавлении нитрата серебра  к хлориду натрия выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра.
$NaCl + AgNO_{3} = NaNO_{3} + AgCl↓$;
$Na^{+} + Cl^{-} + Ag^{+} + NO3^{-} = Na^{+} + NO_{3}^{-} + AgCl↓$;
$Ag^{+} + Cl^{-} = AgCl↓$.
Варианты с другими электролитами согласно сокращённому ионному уравнению:
$ZnCl_{2} + 2AgF = ZnF_{2} + 2AgCl↓$;
$FeCl_{2} + 2AgNO_{3} = Fe(NO_{3})_{2} + 2AgCl↓$;
$AlCl_{3} + 3AgNO_{3} = Al(NO_{3})_{3} + 3AgCl↓$.

Лабораторный опыт №18

Получение нерастворимого гидроксида и взаимодействие его с кислотами.
В три пробирки налейте по 1 мл раствора хлорида или сульфата железа (III). Прилейте в каждую пробирку по 1 мл раствора щёлочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирки соответственно растворы серной, азотной и соляной кислот до исчезновения осадка. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакции.
Предложите несколько вариантов проведения такой реакции с другими электролитами. Запишите молекулярные уравнения предложенных реакций.

Ответ:

При добавлении к хлориду железа гидроксида натрия выпадает бурый осадок гидроксида железа.
$FeCl_{3} + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)_{3}↓$;
$Fe^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} = 3Na^{+} + 3Cl^{-} + Fe(OH)_{3}↓$;
$Fe^{3+} + 3OH^{-} = Fe(OH)_{3}↓$.
При добавлении в пробирку раствор кислоты, осадок растворится.
Добавление серной кислоты.
$2Fe(OH)_{3} + 3H_{2}SO4 = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 6H_{2}O$;
$2Fe(OH)_{3} + 6H^{+} + 3SO_{4}^{2-} = 2Fe^{3+} + 3SO_{4}^{2-} + 6H_{2}O$;
$Fe(OH)_{3} + 3H^{+} = Fe^{3+} + 3H_{2}O$.
Добавление азотной кислоты.
$Fe(OH)_{3} + 3HNO_{3} = Fe(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O$;
$Fe(OH)_{3}+ 3H^{+} + 3NO^{3-} = Fe^{3+}+ 3NO^{3-} + 3H_{2}O$;
$Fe(OH)_{3} + 3H^{+} = Fe^{3+} + 3H_{2}O$.
Добавление соляной кислоты.
$Fe(OH)_{3} + 3HCl = FeCl_{3} + 3H_{2}O$;
$Fe(OH)_{3} + 3H^{+} + 3Cl^{-} = Fe^{3+} + 3Cl^{-} + 3H_{2}O$;
$Fe(OH)_{3} + 3H^{+} = Fe^{3+} + 3H_{2}O$.
С солями металлов, которые образуют нерастворимые гидроксиды, так же можно провести подобные реакции.
При добавлении к хлориду цинка гидроксида натрия выпадает осадок гидроксида цинка.
$ZnCl_{2} + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)_{2}↓$;
$Zn^{2+} + 2OH^{-} = Zn(OH)_{2}↓$.
Добавление соляной кислоты.
$Zn(OH)_{2} + 2HCl = ZnCl_{2} + 2H_{2}O$;
$Zn(OH)_{2} + 2H^{+} = Zn^{2+} + 2H_{2}O$.
При добавлении к хлориду алюминия гидроксида натрия выпадает осадок гидроксида алюминия.
$AlCl_{3} + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)_{3}↓$;
$Al^{3+} + 3OH^{-} = Al(OH)_{3}↓$.
Добавление соляной кислоты.
$Al(OH)_{3} + 3HCl = AlCl_{3} + 3H_{2}O$;
$Al(OH)_{3} + 3H^{+} = Al^{3+} + 3H_{2}O$.
При добавлении к сульфату меди гидроксида натрия выпадает осадок гидроксида меди.
$СuSO_{4} + 2NaOH = Na_{2}SO_{4} + Cu(OH)_{2}↓$;
$Cu^{2+} + 2OH^{-} = Cu(OH)_{2}↓$.
Добавление азотной кислоты.
$Cu(OH)_{2} + 2HNO_{3} = Cu(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O$;
$Cu(OH)_{2} + 2H^{+} = Cu^{2+} + 2H_{2}O$.

i. Работа в информационной среде

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Ответ:

1. http://repetitor2000.ru/ionnyeuravnenija01.html
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Реакцииионногообмена
3. https://www.yaklass.ru/p/himija/89−klass/rastvory−58606/−reaktcii−ionnogo−obmena−reaktciia−neitralizatcii−141555

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Ответ:

                            Реакции ионного обмена
Многие химические реакции протекают в водных растворах. Если в этих реакциях участвуют электролиты, то нужно учитывать, что эти вещества находятся в водном растворе в диссоциированном состоянии, то есть в виде ионов (сильные электролиты) или частично в виде ионов (слабые электролиты).
Таким образом, реакции между водными растворами электролитов — это реакции, в которых участвуют ионы. Поэтому такие реакции называются ионными реакциями.
Ионные реакции возможны только в том случае, если между ионами происходит химическое взаимодействие, т. е. какие−либо ионы одного электролита и какие−либо ионы другого электролита связываются друг с другом и образуют:
− нерастворимое вещество, выпадающее в виде осадка;
− газообразное вещество;
− молекулы малодиссоциирующего вещества (слабого электролита).
Уравнения ионных реакций называют ионными уравнениями.
Реакцию обмена в растворе можно выразить тремя видами уравнений: молекулярным, полным ионным и сокращённым ионным. В ионном уравнении слабые электролиты, газы и малорастворимые вещества изображают молекулярными формулами.
Правила написания реакций ионного обмена
1. При написании ионных уравнений следует обязательно руководствоваться таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде, то есть обязательно проверять растворимость реагентов и продуктов, отмечая это в уравнениях.
2. Следует иметь в виду, что реакции двойного обмена между солями с образованием осадков протекают во всех тех случаях, когда растворимость реагентов выше, чем растворимость одного из продуктов.
3. Для получения малорастворимого вещества всегда надо выбирать хорошо растворимые реагенты и использовать достаточно концентрированные растворы.

?. Вопросы и задания

1. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций, о которых говорилось в первой части параграфа, – между сульфатом калия и нитратом бария, между серной кислотой и хлоридом бария. В чём суть обеих реакций?

Ответ:

$K_{2}SO4 + Ba(NO_{3})_{2} = 2KNO_{3} + BaSO_{4}↓$;
$2K^{+} + SO_{4}^{2-} + Ba^{2+} + 2NO^{3-} = 2K^{+} + 2NO^{3-} + BaSO_{4}↓$;
$B^{2+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}↓$.

$H_{2}SO_{4} + BaCl_{2} = 2HCl + BaSO_{4}↓$;
$2H^{+} + SO_{4}^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^{-} = 2H^{+} + 2Cl^{-} + BaSO_{4}↓$;
$Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}↓$.
Суть обеих реакций заключается в том, что катион бария и сульфат−анион образуют нерастворимый сульфат бария.

2. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций, о которых говорилось во второй части параграфа, — между гидроксидом меди (II) и соляной кислотой, между гидроксидом меди (II) и азотной кислотой. В чём суть обеих реакций?

Ответ:

$Cu(OH)_{2} + 2HCl = CuCl_{2} + 2H_{2}O$;
$Cu(OH)_{2} + 2H^{+} + 2Cl^{-} = Cu^{2+} + 2Cl^{-} + 2H_{2}O$;
$Cu(OH)_{2} + 2H^{+} = Cu^{2+} + 2H_{2}O$.

$Cu(OH)_{2} + 2HNO3 = Cu(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O$;
$Cu(OH)_{2} + 2H^{+} + 2NO_{3}^{-} = Cu^{2+} + 2NO_{3}^{-} + 2H_{2}O$;
$Cu(OH)_{2} + 2H^{+} = Cu^{2+} + 2H_{2}O$.
Суть обеих реакций заключается в том, что нерастворимый гидроксид меди (II), под действием катионов водорода, растворяется с образованием воды.

3. Запишите молекулярное и ионное уравнения реакций между карбонатом калия и фосфорной кислотой. Что объединяет эту реакцию и те реакции, о которых говорилось в конце параграфа?

Ответ:

$3K_{2}CO_{3} + 2H_{3}PO_{4} = 2K_{3}PO_{4} + 3H_{2}O + 3CO_{2}↑$;
$6K^{+} + 3CO_{3}^{2-} + 6H^{+} + 2PO_{4}^{3-} = 6K^{+} + 2PO_{4}^{3-} + 3H_{2}O + 3CO_{2}↑$;
$2H^{+} + CO_{3}^{2-} = H_{2}O + CO_{2}↑$.
Объединяет их то, что карбонат−анионы, под действием катионов водорода, образуют воду и углекислый газ.

4. Предложите примеры реакций, протекающих с образованием осадков, пользуясь таблицей растворимости. Уравнения реакций запишите в молекулярной и ионной формах.

Ответ:

$FeSO_{4} + 2NaOH ⟶ Na_{2}SO_{4} + Fe(OH)_{2}↓$;
$Fe^{2+} + SO_{4}^{2-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} ⟶ 2Na^{+} + SO_{4}^{2-} + Fe(OH)_{2}↓$;
$Fe^{2+} + 2OH^{-} ⟶ Fe(OH)_{2}$.

$CuCl_{2} + Na_{2}CO_{3} ⟶ 2NaCl + CuCO_{3}↓$;
$Cu^{2+} + 2Cl_{-} + 2Na^{+} + CO_{3}^{2-} ⟶ 2Na^{+} + 2Cl^{-} + CuCO_{3}↓$;
$Cu^{2+}+ CO_{3}^{2-} ⟶ CuCO_{3}↓$.

$CuSO_{4} + K_{2}S ⟶ K_{2}SO_{4} + CuS↓$;
$Cu^{2+} + SO_{4}^{2-} + 2K^{+} + S^{2-} ⟶ 2K^{+} + SO_{4}^{2-} + CuS↓$;
$Cu^{2+}+ S^{2-} ⟶ CuS↓$.

5. Приведите по два молекулярных уравнения реакций для следующих ионных:
а) $3Ca^{2+} + 2PO^{3-}_{4} = Ca_{3}(PO_{4})_{2}$↓;
б) $Fe^{3+} + 3OH^{-} = Fe(OH)_{3}↓$;
в) $2H^{+} + S^{2-} = H_{2}S↑$;
г) $H_{2}SiO_{3} + 2OH^{-} = SiO^{2-}_{3} + 2H_{2}O$;
д) $Fe(OH)_{3} + 3H^{+} = Fe^{3+} + 3H_{2}O$.

Ответ:

а) $3Ca^{2+} + 2PO^{3-}_{4} = Ca_{3}(PO_{4})_{2}↓$
$3Ca(NO_{3})_{2} + 2Na_{3}PO_{4} = 6NaNO_{3} + Ca_{3}(PO_{4})_{2}↓$
$3CaCl_{2} + 2K_{3}PO_{4} = 6KCl + Ca_{3}(PO_{4})_{2}↓$

б) $Fe^{3+} + 3OH^{-} = Fe(OH)_{3}↓$;
$Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 6NaOH = 3Na_{2}SO_{4} + 2Fe(OH)_{3}↓$
$FeBr_{3} + 3LiOH = 3LiBr + Fe(OH)_{3}↓$

в) $2H^{+} + S^{2-} = H_{2}S↑$;
$Na_{2}S + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + H_{2}S↑$
$BaS + 2HNO_{3} = Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}S↑$

г) $H_{2}SiO_{3} + 2OH^{-} = SiO^{2-}_{3} + 2H_{2}O$;
$H_{2}SiO_{3} + 2NaOH = Na_{2}SiO_{3} + 2H_{2}O$
$H_{2}SiO_{3} + 2KOH = K_{2}SiO_{3} + 2H_{2}O$

д) $Fe(OH)_{3} + 3H^{+} = Fe^{3+} + 3H_{2}O$.
$2Fe(OH)_{3}+ 3H_{2}SO_{4} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 6H_{2}O$
$Fe(OH)_{3} + 3HCl = FeCl_{3} + 3H_{2}O$