Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §11

При диссоциации солей в водном растворе образуются катионы металлов (или катион аммония NH₄⁺) и анионы кислотных остатков (например, Cl⁻, NO₃⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻ и др.).

Примеры:

(NaCl → Na⁺ + Cl⁻),

(Ca(NO₃)₂ → Ca²⁺ + 2NO₃⁻),

((NH₄)₂SO₄ → 2NH₄⁺ + SO₄²⁻).

Эти ионы определяют свойства солей как электролитов и участвуют в реакциях ионного обмена.

Реакции ионного обмена — это химические реакции между растворами электролитов (кислот, оснований, солей), в которых происходит обмен ионами между реагирующими веществами.

Обязательное условие протекания таких реакций — образование:

— осадка,

— газа,

— или слабого электролита (например, воды).

Пример:

(BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl) — образуется нерастворимый осадок BaSO₄.

С точки зрения теории электролитической диссоциации, соли — это электролиты, которые при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на катионы металлов (или катионы аммония NH₄⁺) и анионы кислотных остатков (например, Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻ и др.).

Например:

(NaCl → Na⁺ + Cl⁻),

(Ca(NO₃)₂ → Ca²⁺ + 2NO₃⁻).

При этом соли не содержат ионов H⁺ или OH⁻, как это бывает у кислот и оснований соответственно. Поэтому они нейтральны, если не участвуют в гидролизе. Соли могут быть:

— средние (например, Na₂SO₄),

— кислые (NaHCO₃),

— основные (CuOHCl),

и диссоциируют по-разному в зависимости от состава.

При растворении в воде различные соли могут диссоциировать на ионы, указанные в таблице. Приведём не менее пяти примеров с уравнениями диссоциации:

Натрий гидрокарбонат (NaHCO₃):

(NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃⁻)

Сульфат магния (MgSO₄):

(MgSO₄ → Mg²⁺ + SO₄²⁻)

Хлорид кальция (CaCl₂):

(CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl⁻)

Сульфат натрия (Na₂SO₄):

(Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄²⁻)

Хлорид калия (KCl):

(KCl → K⁺ + Cl⁻)

Дополнительно можно привести:

Гидрокарбонат калия (KHCO₃):

(KHCO₃ → K⁺ + HCO₃⁻)

Сульфат кальция (CaSO₄):

(CaSO₄ → Ca²⁺ + SO₄²⁻)

Таким образом, в состав минеральной воды могли входить различные соли, при диссоциации которых образуются указанные в таблице ионы.

При смешивании растворов сульфата меди(II) и сульфида натрия происходит реакция ионного обмена. Образуется чёрный осадок сульфида меди(II) CuS, малорастворимого в воде.

Молекулярное уравнение:

(CuSO₄ + Na₂S → CuS↓ + Na₂SO₄)

Ионное уравнение:

(Cu²⁺ + S²⁻ → CuS↓)

Вывод:

Выпадение чёрного осадка подтверждает образование малорастворимого вещества — сульфида меди(II). Реакция относится к реакциям ионного обмена, протекающим с образованием осадка.

а) Сульфат алюминия и фосфат натрия

Молекулярное уравнение:

(Al₂(SO₄)₃ + 2Na₃PO₄ → 2AlPO₄↓ + 3Na₂SO₄)

Полное ионное уравнение:

(2Al³⁺ + 3SO₄²⁻ + 6Na⁺ + 2PO₄³⁻ → 2AlPO₄↓ + 6Na⁺ + 3SO₄²⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(2Al³⁺ + 2PO₄³⁻ → 2AlPO₄↓)

б) Хлорид бария и нитрат серебра

Молекулярное уравнение:

(BaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl↓ + Ba(NO₃)₂)

Полное ионное уравнение:

(Ba²⁺ + 2Cl⁻ + 2Ag⁺ + 2NO₃⁻ → 2AgCl↓ + Ba²⁺ + 2NO₃⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(2Ag⁺ + 2Cl⁻ → 2AgCl↓)

в) Карбонат натрия и нитрат кальция

Молекулярное уравнение:

(Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂ → CaCO₃↓ + 2NaNO₃)

Полное ионное уравнение:

(2Na⁺ + CO₃²⁻ + Ca²⁺ + 2NO₃⁻ → CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2NO₃⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓)

а) Сульфат цинка ZnSO₄

Добавим к раствору соли раствор бария хлорида. При наличии сульфат-ионов (SO₄²⁻) выпадет белый осадок сульфата бария:

(ZnSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + ZnCl₂)

б) Хлорид бария BaCl₂

Добавим к раствору раствор сульфата натрия. Выпадет белый осадок BaSO₄:

(BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl)

в) Сульфид лития Li₂S

Добавим к раствору раствор сульфата меди(II). Образуется чёрный осадок сульфида меди:

(CuSO₄ + Li₂S → CuS↓ + Li₂SO₄)

2H⁺ + CO₃²⁻ = CO₂↑ + H₂O

1. CaCO₃

2. H₂O

3. CO₂

4. HCl

5. Na₂CO₃

Ответ: 1) CaCO₃ и 4) HCl

Пояснение:

Для получения указанного сокращённого ионного уравнения нужно соединить вещество, содержащее карбонат-ион (CO₃²⁻), и кислоту, которая даёт ионы H⁺.

CaCO₃ — это соль, содержащая CO₃²⁻.

HCl — кислота, дающая H⁺.

Реакция: (CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O)

1. нитрат аммония

2. сульфат натрия

3. фосфат калия

4. хлорид железа(III)

5. сульфат алюминия

Ответ: 3) фосфат калия и 4) хлорид железа(III)

Пояснение:

Фосфат калия (K₃PO₄) → 3K⁺ + PO₄³⁻ → 3 катиона и 1 анион

Хлорид железа(III) (FeCl₃) → Fe³⁺ + 3Cl⁻ → 1 катион и 3 аниона

❗НО: нужно именно те вещества, где катионов больше, чем анионов.

Смотрим:

— Сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻ → 2 катиона, 3 аниона (меньше катионов — не подходит)

— Фосфат калия → 3 катиона, 1 анион — подходит

— Хлорид железа(III) — наоборот: 1 катион, 3 аниона — ❌

Правильный выбор:

3) фосфат калия и 1) нитрат аммония (NH₄NO₃ → NH₄⁺ + NO₃⁻ → 1:1 — не подходит)

Значит, правильный ответ:

3) фосфат калия и 4) хлорид железа(III) — ❌ (по числу не подходят)

Поправка:

Правильный ответ: 3) фосфат калия и 2) сульфат натрия (Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄²⁻)

Итог: 3 и 2

1. Al³⁺ и Cl⁻

2. Ag⁺ и NO₃⁻

3. Ca²⁺ и PO₄³⁻

4. Fe³⁺ и SO₄²⁻

Ответ: 3) Ca²⁺ и PO₄³⁻

Пояснение:

Между ионами происходит реакция, если они могут образовать нерастворимое вещество (осадок).

Ca²⁺ + PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂↓ — нерастворим, выпадет осадок.

Остальные комбинации (Al³⁺ + Cl⁻, Ag⁺ + NO₃⁻, Fe³⁺ + SO₄²⁻) — дают растворимые соли.