Уравнения ионного обмена h2so4 na2so3

Урок посвящен изучению темы «Реакции ионного обмена». На нём вы рассмотрите сущность реакций, протекающих между растворами кислот, солей и щелочей. На уроке будет дано определение новому понятию реакции ионного обмена.

Также будут рассмотрены условия протекания реакций ионного обмена до конца. Чтобы лучше понять, какие необходимо соблюдать условия протекания реакций ионного обмена до конца, будет проведено повторение, что собой представляют эти реакции, их сущность. Приводятся примеры на закрепление этих понятий.

Урок поможет закрепить умение составлять уравнения реакций ионного обмена в молекулярной и ионной формах, научит составлять по сокращенному ионному уравнению молекулярные.

I. Сущность реакций ионного обмена

Реакциями ионного обмена называют реакции между растворами электролитов, в результате которых они обмениваются своими ионами.

Реакции ионного обмена протекают до конца (являются практически необратимыми) в тех случаях, если образуются слабый электролит, осадок (нерастворимое или малорастворимое вещество), газ.

AgNO₃ + HCl = AgCl + HNO₃
Реакция протекает до конца, так как выпадает осадок хлорида серебра

Сu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O
Реакция идет до конца, так как образуется слабый электролит вода

Na₂CO₃ + 2H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O
Реакция протекает до конца, так как образуется углекислый газ

Правила написания уравнений реакций в ионном виде

1. Записывают формулы веществ, вступивших в реакцию, ставят знак «равно» и записывают формулы образовавшихся веществ. Расставляют коэффициенты.

2. Пользуясь таблицей растворимости, записывают в ионном виде формулы веществ (солей, кислот, оснований), обозначенных в таблице растворимости буквой «Р» (хорошо растворимые в воде), исключение – гидроксид кальция, который, хотя и обозначен буквой «М», все же в водном растворе хорошо диссоциирует на ионы.

3. Нужно помнить, что на ионы не разлагаются металлы, оксиды металлов и неметаллов, вода, газообразные вещества, нерастворимые в воде соединения, обозначенные в таблице растворимости буквой «Н». Формулы этих веществ записывают в молекулярном виде. Получают полное ионное уравнение.

4. Сокращают одинаковые ионы до знака «равно» и после него в уравнении. Получают сокращенное ионное уравнение.

На ионы диссоциируют

Реагенты (исходные вещества)

Растворимые (P) в воде (см. ТР):

(включая Ca(OH)₂ – M)

Растворимые (P) в воде (см. ТР):

Исключения – неустойчивые вещества не диссоциируют, а разлагаются на газ и воду:

Р — растворимое вещество;

М — малорастворимое вещество;

ТР — таблица растворимости.

Алгоритм составления реакций ионного обмена (РИО)

в молекулярном, полном и кратком ионном виде

1) Записываем уравнение РИО в молекулярном виде:

Взаимодействие сульфата меди (II) и гидроксида натрия:

2) Используя ТР указываем растворимость веществ воде:

— Если продукт является М или Н – оно выпадает в осадок, справа от химической формулы ставим знак ↓

— Если продукт является газом, справа от химической формулы ставим знак ↑

3) Записываем уравнение РИО в полном ионном виде. Какие вещества диссоциируют см. в таблице — ПАМЯТКЕ

Cu 2 + + SO₄ 2- + 2Na + + 2OH — = 2Na + + 2SO₄ + Cu(OH)₂↓

Полный ионный вид

4) Записываем уравнение реакции в кратком ионном виде. Сокращаем одинаковые ионы, вычёркивая их из уравнения реакции.

Помните! РИО необратима и практически осуществима, если в продуктах образуются:

Краткий ионный вид

Вывод – данная реакция необратима, т.е. идёт до конца, т.к. образовался осадок Cu(OH)₂↓

Заишем еще несколько примеров РИО, идущих с образованием осадка:

Пример №1

а) Молекулярное уравнение реакции двух растворимых солей:

б) Полное ионное уравнение реакции:

2Al 3+ + 3SO₄ 2- + 3Ba 2+ + 6Cl — = 3BaSO₄↓ + 2Al 3+ + 6Cl —

в) Cокращенное ионное уравнение реакции:

Пример №2

а) Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой:

б) Полное ионное уравнение реакции:

В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу два факта: образование вещества, нерастворимого в воде, и выделение воды.

Полное ионное уравнение реакции:

2Na + + CO₃ 2- + 2H + + 2Cl — = 2Na + + CO₂↑ + H₂O + 2Cl —

Cокращенное ионное уравнение реакции:

О протекании данной реакции до конца свидетельствуют два признака: выделение воды и газа – оксида углерода (IV).

Заишем еще несколько примеров РИО, идущих с образованием газа:

Пример №1

Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (сульфида) с кислотой:

Полное ионное уравнение реакции:

2K + + S 2– + 2H + + 2Cl – = 2K + + 2Cl – + H₂S↑

Cокращенное ионное уравнение реакции:

Пример №2

Молекулярное уравнение реакции нерастворимой соли (карбоната) с кислотой:

Полное ионное уравнение реакции:

В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным уравнением. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу три признака: выделение газа, образование осадка и выделение воды.

Посмотрите видео-опыт: “Реакция нейтрализации”

Пример №1

Молекулярное уравнение реакции щелочи с кислотой:

KOH (р) + HCl (р) = KCl(р) + H₂O (мд)

Полное ионное уравнение реакции:

K + + OH – + H + + Cl – = K + + Cl – + H₂O

Cокращенное ионное уравнение реакции:

Пример №2

Молекулярное уравнение реакции основного оксида с кислотой:

Полное ионное уравнение реакции:

Cокращенное ионное уравнение реакции:

CaO + 2H+ = Ca 2+ + H₂O.

Пример №3

Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой:

Полное ионное уравнение реакции:

В данном случае полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионным уравнением.

V. Выполнение заданий

Задание №1. Определите, может ли осуществляться взаимодействие между растворами гидроксида калия и хлорида аммония, записать реакциив молекулярном, полном, кратком ионном виде.

— Составляем химические формулы веществ по их названиям, используя валентности и записываем РИО в молекулярном виде (проверяем растворимость веществ по ТР):

так как NH₄OH неустойчивое вещество и разлагается на воду и газ NH₃уравнение РИО примет окончательный вид

— Cоставляем полное ионное уравнение РИО, используя ТР (не забывайте в правом верхнем углу записывать заряд иона):

K + + OH — + NH₄ + + Cl — = K + + Cl — + NH₃ ↑+ H₂O

— Cоставляем краткое ионное уравнение РИО, вычёркивая одинаковые ионы до и после реакции:

Взаимодействие между растворами следующих веществ может осуществляться, так как продуктами данной РИО являются газ (NH₃ ↑) и малодиссоциирующее вещество вода (H₂O).

Подберите вещества, взаимодействие между которыми в водных растворах выражается следующими сокращёнными уравнениями. Составьте соответствующие молекулярное и полное ионное уравнения.

— Используя ТР подбираем реагенты — растворимые в воде вещества, содержащие ионы 2H + и CO₃ 2- .

— Составляем молекулярное уравнение РИО:

так как угольная кислота – неустойчивое вещества, она разлагается на углекислый газ CO₂ ↑ и воду H₂O, уравнение примет окончательный вид:

— Составляем полное ионное уравнение РИО:

6H + +2 PO₄ 3- + 6 K + + 3CO₃ 2- -> 6 K + + 2 PO₄ 3- + 3CO₂ ↑ + 3H₂O

— Составляем краткое ионное уравнение РИО:

Сокращаем коэффициенты на три и получаем:

В конечном итоге мы получили искомое сокращённое ионное уравнение, следовательно, задание выполнено верно.

Задание №3. Запишите реакцию обмена между оксидом натрия и фосфорной кислотой в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

1. Составляем молекулярное уравнение, при составлении формул учитываем валентности (см. ТР)

3Na₂O (нэ) + 2H₃PO₄ (р) -> 2Na₃PO₄ (р) + 3H₂O (мд), где нэ — неэлектролит, на ионы не диссоциирует,
мд — малодиссоциирующее вещество, на ионы не раскладываем, вода — признак необратимости реакции

2. Составляем полное ионное уравнение:

3. Сокращаем одинаковые ионы и получаем краткое ионное уравнение:

3Na₂O + 6H + -> 6Na + + 3H₂O
Сокращаем коэффициенты на три и получаем:
Na₂O + 2H + -> 2Na + + H₂O

Данная реакция необратима, т.е. идёт до конца, так как в продуктах образуется малодиссоциирующее вещество вода.

VI. Задания для самостоятельной работы

Задание №1. Посмотрите следующий эксперимент:

Составьте уравнение реакции ионного обмена карбоната натрия с серной кислотой в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

Задание №2. Закончите уравнения реакций в молекулярном, полном и кратком ионном виде:

При выполнении задания используйте таблицу растворимости веществ в воде. Помните об исключениях!

Задание №3. Посмотрите следующий эксперимент:

Составьте уравнение реакции ионного обмена хлорида бария с сульфатом магния в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

Задание №4. Закончите уравнения реакций в молекулярном, полном и кратком ионном виде:

При выполнении задания используйте таблицу растворимости веществ в воде. Помните об исключениях!

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

Задания 31. Диссоциация электролитов. Реакции ионного обмена.

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария, гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции.

Вариант ответа:

K + + HCO₃ — + K + + OH — = 2K + + CO₃ 2- + H₂O

Комментарий: формулы слабых кислот, а также формулы водородсодержащих кислотных остатков слабых кислот в ионных уравнениях записываются целиком.

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

гидрокарбонат натрия, алюминат натрия, бромид калия, углекислый газ, концентрированная серная кислота.

Вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

азот, хлороводород, оксид фосфора (V), диоксид марганца, ацетат калия.

Вариант ответа:

CH₃COOK + HCl = CH₃COOH + KCl

CH₃COO — + K + + H + + Cl — = CH₃COOH + K + + Cl —

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

серная кислота, оксид серы (VI), гидроксид натрия, бром, силикат натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Первый вариант ответа:

Комментарий: формулы нерастворимых веществ в ионных уравнениях реакций записывают целиком.

Второй вариант ответа:

2Na + + 2OH — + 2H + + SO₄ 2- = 2Na + + SO₄ 2- + H₂O

Комментарий: формулы нерастворимых веществ в ионных уравнениях реакций записывают целиком.

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

углекислый газ, сульфат натрия, бром, бромоводород, сульфит калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

2H + + 2Br — + 2K + + SO₃ 2- = 2K + + 2Br — + H₂O + SO₂

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

гидрокарбонат кальция, углерод, сульфид меди, азотная кислота, тетрагидроксоалюминат натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

пероксид водорода, фосфат лития, гидрокарбонат калия, гидроксид хрома (III), гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Первый вариант ответа:

K + + OH — + K + + HCO₃ — = 2K + + CO₃ 2- + H₂O

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

карбонат натрия, иодоводородная кислота, оксид серы (IV), гидроксид железа (III), хлорид алюминия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

2H + + 2I — + 2Na + + CO₃ 2- = 2Na + + 2I — + H₂O + CO₂

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

сульфид железа (II), гидроксид натрия, гидроксид алюминия, нитрит натрия, хлорид аммония. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

Na + + OH — + NH₄ + + Cl — = Na + + Cl — + NH₃ + H₂O

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

иодид натрия, ацетат бария, уксусная кислота, серная кислота, угарный газ. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

Так как в левой и правой частях полного ионного уравнения не обнаруживаются одинаковые ионы, сокращенное ионное уравнение будет совпадать с полным ионным.

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

оксид железа (II), хлорид бария, гидроксид натрия, оксид кремния (IV), концентрированная азотная кислота. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

гидроксид натрия, дихромат калия, хлорид бария, диоксид кремния, соляная кислота. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

H + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H₂O

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

дихромат калия, сульфат меди, серная кислота, бромид калия, гидроксид алюминия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

азотная кислота, гидроксид калия, бром, гидроксид хрома (III), серная кислота. Допустимо использование водных растворов веществ.

Первый вариант ответа:

Второй вариант ответа:

2K + + 2OH — + 2H + + SO₄ 2- = 2K + + SO₄ 2- + 2H₂O

Третий вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

карбонат бария, оксид меди (I), концентрированная серная кислота, гидрокарбонат натрия, дихромат натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Первый вариант ответа:

Второй вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

нитрат калия, углекислый газ, алюминий, гидрофосфат калия, гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

K + + OH — + 2K + + HPO₄ 2- = 3K + + PO₄ 3- + H₂O

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

оксид фосфора (III), азотная кислота, оксид железа (III), оксид серы (IV), карбонат кальция. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

гидроксид алюминия, сульфат меди (II), нитрат железа (II), концентрированная азотная кислота, гидроксид калия

Первый вариант ответа:

Второй вариант ответа:

Fe 2+ + 2NO₃ — + 2K + + 2OH — = Fe(OH)₂ + 2K + + 2NO₃ —

Третий вариант ответа:

Cu 2+ + SO₄ 2- + 2K + + 2OH — = Cu(OH)₂ + 2K + + SO₄ 2-

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

сульфат бария, сульфид калия, сульфат натрия, ацетат бария, перманганат калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Вариант ответа:

2Na + + SO₄ 2- + 2CH₃COO — + Ba 2+ = BaSO₄ + 2CH₃COO — + 2Na +

Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:

раствор серной кислоты, гидроксид меди (II), дихромат калия, диоксид кремния, сульфат железа (II). Допустимо использование водных растворов веществ.

источники:

http://chemege.ru/reakcii-ionnogo-obmena/

http://scienceforyou.ru/reshenie-realnyh-zadanij-egje-2016-goda/slozhnye-zadanija-na-reakcii-ionnogo-obmena