Реакции ионного обмена и условия их осуществления

Химия - Новый полный справочник для подготовки к ОГЭ - 2018 год

Реакции ионного обмена и условия их осуществления

Так как электролиты в воде диссоциируют на ионы, то реакции между электролитами в растворе следует рассматривать как процесс взаимодействия соответствующих ионов. Вот почему в учебной литературе наряду с молекулярными уравнениями подобных реакций принято записывать ионные уравнения. Именно ионные уравнения реакций отражают суть тех изменений, которые происходят при взаимодействии веществ — электролитов.

При написании уравнений реакций в ионном виде следует помнить, что хорошо растворимые сильные электролиты записывают как набор ионов, образовавшихся при их полной диссоциации, в то время как неэлектролиты и слабые электролиты (а также газы и осадки) записывают в молекулярном виде.

Алгоритм составления ионного уравнения реакции может быть таким:

1. Записать молекулярное уравнение реакции и расставить коэффициенты.

2. Переписать это уравнение, записывая хорошо растворимые сильные электролиты в виде соответствующих ионов, а слабые электролиты, нерастворимые вещества и газы — в молекулярном виде.

3. Сократить одинаковые ионы в левой и правой частях уравнения и записать сокращённое ионное уравнение.

Примеры составления сокращённых ионных уравнений

1. Рассмотрим взаимодействие сульфата калия и нитрата бария. Молекулярное уравнение этой реакции выглядит так:

Все четыре соли являются сильными электролитами, даже нерастворимый сульфат бария. Но в соответствии с приведённым выше алгоритмом, сульфат бария (как нерастворимое вещество) запишем в молекулярном виде, в то время как все остальные соли представим в виде набора ионов, получающихся при их диссоциации:

И в левой, и в правой частях уравнения есть одинаковые ионы (NO3 и K+), сократим их:

Это и есть сокращённое ионное уравнение взаимодействия нитрата бария и сульфата калия. Видно, что сущность происходящей реакции заключается во взаимодействии ионов Ва2+ и SO42-, приводящем к образованию осадка сульфата бария.

2. Молекулярное уравнение взаимодействия азотной кислоты с гидроксидом рубидия запишется так:

В этом уравнении участвуют три сильных, хорошо растворимых электролита (HNO3, RbOH и RbNO3) и один очень слабый электролит (Н2O). В соответствии с алгоритмом формулу воды следует оставить в ионном уравнении, а вместо HNO3, RbOH и RbNO3 записать набор ионов, образующихся при их полной диссоциации:

После сокращения одинаковых ионов (они подчёркнуты) получим сокращённое ионное уравнение:

Таким образом, суть этой реакции состоит в связывании ионов H+ И ОН- С образованием слабого электролита — молекул воды. Точно так же запишется краткое ионное уравнение любой химической реакции между сильной кислотой и щелочью.

3. Запишем уравнение химической реакции между карбонатом калия и соляной кислотой:

В соответствии с алгоритмом формулы воды (слабого электролита) и углекислого газа оставим без изменений, в то время как формулы К2СO3, НСl и КСl — сильных электролитов — запишем в виде набора ионов:

Сократив одинаковые ионы, получим:

Из этого сокращённого ионного уравнения следует, что взаимодействие карбонат-ионов с ионами водорода приводит к образованию молекул воды (слабого электролита) и молекул углекислого газа.

Условия осуществления реакций ионного обмена

Реакции в растворах электролитов идут практически до конца в том случае, если происходит связывание исходных ионов с образованием:

— слабого электролита,

— осадка малорастворимого вещества,

— газообразного продукта.

Именно эти примеры мы и рассмотрели выше. Если в ходе реакции связывания ионов не происходит, то такие реакции не идут. Примером неосуществимых в растворе реакций могут быть:

В то же время, изменив условия протекания, можно заставить идти и, казалось бы, неосуществимую химическую реакцию. Так, в последнем случае реакция в растворе невозможна (все четыре вещества — сильные электролиты, полностью диссоциирующие на ионы). Но если взять твёрдый хлорид калия и концентрированную серную кислоту, реакция становится возможной:

В этом случае газообразный хлороводород удаляется из сферы реакции, и равновесие полностью смещается вправо. Именно так и получают хлороводород в лабораторном практикуме.

Задания

Часть 1

К каждому из заданий части 1 даны 4 варианта ответа, из которых только один правильный.

1. Реакции между нитратом бария и серной кислотой соответствует сокращенное ионное уравнение:

2. Взаимодействию соляной кислоты и едкого натра отвечает краткое ионное уравнение:

3. Взаимодействию азотной кислоты и едкого кали отвечает краткое ионное уравнение:

4. Взаимодействию нитрата серебра и хлорида натрия отвечает краткое ионное уравнение:

5. Взаимодействию серной кислоты и гидроксида бария отвечает краткое ионное уравнение:

6. В водном растворе практически полностью взаимодействуют вещества:

7. Практически полностью в водном растворе взаимодействуют вещества:

8. Практически полностью в водном растворе взаимодействуют вещества:

1) серная кислота и карбонат калия

2) серная кислота и нитрат калия

3) серная кислота и хлорид калия

4) серная кислота и нитрат магния

9. Практически полностью в водном растворе взаимодействуют вещества:

1) нитрат серебра и хлороводород

2) нитрат кальция и хлорид калия

3) хлороводород и нитрат натрия

4) хлороводород и нитрат калия

10. Краткое ионное уравнение H+ + ОН- = Н2O отвечает взаимодействию веществ:

11. Краткое ионное уравнение H+ + ОН- = Н2O отвечает взаимодействию веществ:

12. Выпадение осадка наблюдается при сливании растворов

1) хлорида алюминия и гидроксида кальция

2) сульфата натрия и соляной кислоты

3) карбоната калия и азотной кислоты

4) гидроксида натрия и серной кислоты

13. Выделение газа наблюдается при сливании растворов

1) сульфата натрия и гидроксида бария

2) гидроксида натрия и соляной кислоты

3) карбоната калия и азотной кислоты

4) гидроксида меди(II) и азотной кислоты

14. Верны ли следующие суждения о взаимодействии фосфата калия и серной кислоты в растворе?

А. При взаимодействии реагентов выпадает осадок.

Б. Взаимодействие реагентов сопровождается выделением газа.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

15. Сокращенное ионное уравнение

Fe2+ + 2OН- = Fe(OH)2

соответствует взаимодействию растворов веществ:

16. Сокращенное ионное уравнение

соответствует взаимодействию веществ:

1) оксида бария и раствора серной кислоты

2) бария и раствора сульфата меди(II)

3) растворов нитрата бария и сульфата натрия

4) растворов гидроксида бария и серной кислоты

17. Сокращенное ионное уравнение

H+ + ОН- = Н2O

соответствует взаимодействию веществ:

1) гидроксида калия (р-р) и серной кислоты (р-р)

2) гидроксида цинка и азотной кислоты (р-р)

3) гидроксида бария (р-р) и серной кислоты (р-р)

4) соляной кислоты и гидроксида меди(II)

18. Сокращенному ионному уравнению

H+ + ОН- = Н2O

соответствует молекулярное уравнение

При выполнении заданий выберите правильные ответы.

19. Практически необратимо протекает взаимодействие растворов

1) гидроксида бария и серной кислоты

2) сульфата натрия и азотной кислоты

3) нитрата бария и хлорида калия

4) карбоната калия и соляной кислоты

5) сульфата магния и нитрата натрия

6) хлорида алюминия и гидроксида калия

Ответ: ____ .

20. Осадок выпадает при добавлении серной кислоты к раствору

1) карбоната калия

2) нитрата меди(II)

3) гидроксида бария

4) хлорида кальция

5) нитрата свинца(II)

6) гидроксида натрия

Ответ: ____ .






Для любых предложений по сайту: [email protected]