Задания 21. Электролитическая диссоциация и реакции ионного обмена
0E3246
Сокращённое ионное уравнение Н + + ОН − = H2O соответствует взаимодействию азотной кислоты с:
1) оксидом натрия
2) гидроксидом меди
3) гидроксидом натри
4) нитратом калия
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:
Гидроксид меди является нерастворимым основанием, поэтому в воде не диссоциирует.
Полное ионное уравнение Cu(OH)2 + 2H + + 2NO3 − = Cu 2+ + 2NO3 − + 2H2O
Сокращенное ионное уравнение: Cu(OH)2 + 2H + = Cu 2+ + 2H2O
Растворимая в воде соль KNO3 при диссоциации не дает гидроксид-ионы. Являясь сильным электролитом, она распадается на катионы K + и анионы NO3 −
4BEAF0
Осадок выпадает при приливании серной кислоты к раствору, содержащему ионы:
- 1. NH4 + и NO3 −
- 2. K + и SiO3 2−
- 3. Cu 2+ и Cl −
- 4. Na + и S 2-
Ответ: 2
Пояснение:
Серная кислота является сильным электролитом и в воде диссоциирует на ионы: H + и SO4 2- . При взаимодействии катионов H + с анионами SiO3 2− 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 SiO3 2− , также не образует осадков с предложенными анионами.
0144F8
Сокращённое ионное уравнение Cu 2+ + 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
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:
Уравнение этой реакции в полном ионном виде:
Cu 2+ + 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:
Оксид меди CuO (II), являясь оксидом переходного металла (IA группы) с водой не взаимодействует, так как не образует растворимого основания.
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. Cu 2+ + 2KOH = Cu(OH)2 + 2K +
- 4. Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH)2
Ответ: 4
Пояснение:
Реакция обмена между растворами хлорида меди (II) и гидроксида калия в молекулярном виде записывается следующим образом:
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:
Cu 2+ + 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:
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.
C02CF3
Какое сокращённое ионное уравнение соответствует взаимодействию силиката натрия с азотной кислотой?
- 1. K + + NO3 − = KNO3
- 2. H + + NO3 − = HNO3
- 3. 2H + + SiO3 2- = H2SiO3
- 4. 2K + + SiO3 2- = K2SiO3
Ответ: 3
Пояснение:
Реакцию взаимодействия силиката натрия с азотной кислотой (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом:
Поскольку силикат натрия – растворимая соль, а азотная кислота является сильной, оба вещества в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде:
Сократив ионы Na + и NO 3 − в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение:
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.
F6DE0A
Сокращённое ионное уравнение Ba 2+ + SO4 2− =BaSO4 соответствует взаимодействию
- 1. Ba(NO3)2 и Na2SO4
- 2. Ba(OH)2 и CuSO4
- 3. BaO и H2SO4
- 4. BaCO3 и H2SO4
Ответ: 1
Пояснение:
Реакцию взаимодействия нитрата бария с сульфатом натрия (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом:
Поскольку нитрат бария и сульфат натрия являются растворимыми солями, оба вещества в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде:
Сократив ионы Na + и NO3 − в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение:
Реакцию взаимодействия гидроксида бария с сульфатом меди (реакция обмена) в молекулярном виде записывается следующим образом:
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:
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:
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 SO4 2− . Реакция протекает за счет выпадения осадка сульфата бария и образования малодиссоциирующего вещества. Запишем реакцию в полном ионном виде:
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:
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 SO4 2− . Запишем реакцию в полном ионном виде:
Полное ионное уравнение совпадает с сокращенным, поскольку одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения нет.
2A4F01
Сокращённое ионное уравнение Ba 2+ + CO3 2− = 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
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:
Поскольку гидроксид бария является растворимым основанием, в растворе он диссоциирует на катионы Ba 2+ 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:
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:
Поскольку хлорид бария и карбонат натрия являются растворимыми солями, оба вещества в растворе диссоциируют на ионы. Запишем реакцию в полном ионном виде:
Ba 2+ + 2Cl − + 2Na + + CO3 2- = BaCO3↓ + 2Na + + 2Cl −
Сократив ионы Na + и Cl − в левой и правой частях уравнения, получим сокращенное ионное уравнение:
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.
Реакции ионного обмена
Реакции ионного обмена – это реакции между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются своими составными частями. Так как в этих реакциях происходит обмен ионами – они называются ионными.
Правило Бертолле: Реакции обмена в растворах электролитов протекают до конца (возможны) только тогда, когда в результате реакции образуется либо твердое малорастворимое вещество (осадок), либо газ, либо вода или любой другой слабый электролит. |
Например, нитрат серебра взаимодействует с бромидом калия |
AgNО3 + КВr = АgВr↓ + КNО3
Правила составления уравнений реакций ионного обмена
1. Записываем молекулярное уравнение реакции, не забывая расставить коэффициенты:
3KOH +FeCl3 = Fe(OH)3 + 3KCl
2. С помощью таблицы растворимости определяем растворимость каждого вещества. Подчеркнем вещества, которые мы не будем представлять в виде ионов.
р р н р
3KOH + FeCl3 = Fe(OH)3 + 3KCl
3. Составляем полное ионное уравнение. Сильные электролиты записываем в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые вещества и газообразные вещества записываем в виде молекул.
3K + + 3OH — + Fe 3+ + 3Cl — = Fe(OH)3 + 3K + + 3Cl —
4. Находим одинаковые ионы (они не приняли участия в реакции в левой и правой частях уравнения реакции) и сокращаем их слева и справа.
3K + + 3OH — + Fe 3+ + 3Cl — = Fe(OH)3 + 3K + + 3Cl —
5. Составляем итоговое сокращенное ионное уравнение (выписываем формулы ионов или веществ, которые приняли участие в реакции).
Fe 3+ + 3OH — = Fe(OH)3
На ионы мы не разбиваем:
- Оксиды; осадки; газы; воду; слабые электролиты (кислоты и основания)
- Анионы кислотных остатков кислых солей слабых кислот (НСО3 — , Н2РО4 — и т.п.) и катионы основных солей слабых оснований Al(OH) 2+
- Комплексные катионы и анионы: [Al(OH)4] —
Например, взаимодействие сульфида цинка и серной кислоты |
Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ. Сульфид цинка нерастворим.
ZnS + H2SO4 = ZnSO4 + H2S
Реакция протекает до конца, т.к. выделяется газ сероводород, который является слабым электролитом. Полное ионно-молекулярное уравнение:
ZnS + 2H + + SO4 2 — = Zn 2+ + SO4 2 — + H2S
Сокращаем ионы, которые не изменились в процессе реакции – в данном случае это только сульфат-ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:
ZnS + 2H + = Zn 2+ + H2S
Например, взаимодействие гидрокарбоната натрия и гидроксида натрия |
Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ:
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Кислые анионы слабых кислот являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:
Na + + НСО3 — + Na + + ОН — = 2Na + + CO3 2- + H2O
Сокращаем одинаковые ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:
НСО3 — + ОН — = CO3 2- + H2O
Например, взаимодействие тетрагидроксоалюмината натрия и соляной кислоты |
Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ:
Na[Al(OH)4] + 4HCl = NaCl + AlCl3 + H2O
Комплексные ионы являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:
Na + + [Al(OH)4] — + 4H + + 4Cl — = Na + + Cl — + Al 3+ + 3Cl — + H2O
Сокращаем одинаковые ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:
[Al(OH)4] — + 4H + = Al 3+ + 4H2O
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Ионные реакции — реакции между ионами в растворе
Давайте разберем основные ионные химические реакции неорганической и некоторые реакции органической химии.
Очень часто в различных заданиях по химии просят написать не только химические уравнения в молекулярной форме, но и в ионной (полные и сокращенные). Как уже было замечено, ионные химические реакции идут в растворах. Зачастую, вещества распадаются на ионы именно в воде.
Полное ионное уравнение химической реакции: все соединения — электролиты, переписываем в ионном виде с учетом коэффициентов:
2Na + +2OH — +2H + + SO -2 = 2Na + + SO4 -2 + 2H2O — полное ионное уравнение реакции
Сокращенное ионное уравнение химической реакции: сокращаем одинаковые составляющие:
OH — + H + = H2O — сокращенное ионное уравнение реакции
По результатам этого сокращения одинаковых ионов видно, какие ионы образовали то, что нерастворимо или малорастворимо — газообразные продукты или реагенты, осадки или малодиссоциирующие вещества.
Не раскладывают на ионы в ионных химических реакциях вещества:
1. нерастворимые в воде соединения (или малорастворимые) (см. ТАБЛИЦЫ );
Сa 2+ + 2NO3 — + 2Na + +2OH — = Ca(OH)2 + 2Na + +2NO3 — — полное ионное уравнение реакции
Сa 2+ + 2OH — = Ca(OH)2 — сокращенное ионное уравнение реакции
2. газообразные вещества, например, O2, Cl2, NO и т.д.:
2Na + + S -2 + 2H + +2Cl — = 2Na + + 2Cl — + H2S — полное ионное уравнение реакции
S -2 + 2H + = H2S — сокращенное ионное уравнение реакции
3. малодиссоциирующие вещества (H2O, NH4OH);
OH — + H + = H2O — сокращенное ионное уравнение реакции
4. оксиды (все: и образованные металлами, и неметаллами);
2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O
2Ag + + 2NO3 — + 2Na + + 2OH — = Ag2O + 2NO3 — + 2Na + + H2O — полное ионное уравнение реакции
2Ag + + 2OH — = Ag2O + H2O — сокращенное ионное уравнение реакции
5. органические вещества (органические кислоты относят к малодиссоциирующим веществам)
CH3COOH + Na + + OH — = CH3COO — + Na + + H2O — полное ионное уравнение реакции
CH3COOH + OH — = CH3COO — + H2O — сокращенное ионное уравнение реакции
Зачастую ионные химические реакции — это реакции обмена .
Если все участвующие в реакции вещества находятся в виде ионов, то связывание их с образованием нового вещества не происходит, поэтому реакция в этом случае практически не осуществима.
Отличительной особенностью химических реакций ионного обмена от окислительно-восстановительных реакций является то, что они протекают без изменения степеней окисления, участвующих в реакции частиц.
- в ЕГЭ это вопрос А23 — Реакции ионного обмена
- в ГИА (ОГЭ) это А8— Реакции ионного обмена
http://chemege.ru/reakcii-ionnogo-obmena/
http://distant-lessons.ru/ionnye-ximicheskie-reakcii.html