ГДЗ до підручника «Хімія» О.В. Григоровича. 9 клас

§ 12. Реакції обміну між розчинами електролітів. Йонно-молекулярні рівняння хімічних реакцій

Лабораторні досліди № 4-6 (с. 74)

Обладнання: штатив із пробірками, піпетка, шпатель.

Реактиви: розчини кальцій хлориду СаСl₂, кальцій нітрату Ca(NO₃)₂, натрій карбонату Na₂CO₃, натрій хлориду NaCl, калій нітрату KNO₃, NaOH, фенолфталеїну, хлоридної кислоти НСl, порошок кальцій карбонату СаСО₃.

Реакції обміну між електролітами у водних розчинах, що супроводжуються випаданням осаду

1. В обох пробірках утворюється білий осад кальцій карбонату.

Рівняння реакцій:

СаСl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl

Са²⁺ + 2Сl^- + 2Na⁺ + СО₃^2- → CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2Сl^-

Са²⁺ + СО₃^2- → СаСО₃↓

Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → СаСО₃↓ + 2NaNO₃

Ca²⁺ + 2NO₃^- + 2Na⁺ + CO₃^2- → СаСО₃↓ + 2Na⁺ + 2NO₃^-

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

Виходячи зі скороченого йонного рівняння можна стверджувати, що в обох випадках відбувається та сама реакція.

2. Зміни не відбуваються. Реакція є неможливою, оскільки серед її продуктів немає газуватих речовин, осадів або малодисоційованої сполуки - води.

Рівняння реакції:

NaCl + KNO₃ = NaNO₃ + КСl

Na⁺ + Cl^- + K⁺ + NO₃^- = Na⁺ + NO₃^- + К⁺+ Сl^-

B розчині одночасно існують чотири види йонів: Na⁺, Сl^-, К⁺ та NO₃.

Реакції обміну між електролітами у водних розчинах, що супроводжуються виділенням газу

В обох пробірках відбувається утворення бульбашок газу (внаслідок розкладу одного з продуктів реакції - вугільної кислоти). А другій пробірці - також поступове розчинення кальцій карбонату. Рівняння реакцій:

Na₂CO₃ + 2НСl → 2NaCl + Н₂O + СО₂↑

2Na⁺ + СО₃^2- + 2Н⁺ + 2Сl^- → 2Na⁺ + 2Сl^- + Н₂O + CO₂↑

CO₃^2- + 2Н⁺ → Н₂O + СО₂↑

СаСО₃ + 2НСl → СаСl₂ + Н₂O + СО₂↑

СаСО₃ є малорозчинною речовиною, дисоціює лише незначна її частина. Отже, йонно-молекулярне рівняння реакції матиме вигляд:

СаСО₃ + 2Н⁺ + 2Сl^- → Са²⁺ + 2Сl^- + Н₂О + СО₂↑

СаСО₃ + 2Н⁺→ Са²⁺ + Н₂O + СО₂↑

За наведеними рівняннями реакцій можна стверджувати, що у двох випадках відбуваються різні реакції.

Реакції обміну між електролітами у водних розчинах, що супроводжуються утворенням води

За додаванням фенолфталеїну до пробірки з розчином натрій гідроксидом, вміст пробірки забарвлюється у малиновий колір. За додаванням хлоридної кислоти відбувається реакція нейтралізації з утворенням солі - натрій хлориду — та води. Після того, як весь натрій гідроксид прореагує з кислотою, розчин знебарвиться (оскільки в кислому та нейтральному середовищі кислотно-лужний індикатор фенолфталеїн є безбарвним). Рівняння реакції:

NaOH + НСl → NaCl + Н₂O

Na⁺ + ОН^- + Н⁺ + Cl^- → Na⁺ + Сl^- + Н₂O

OH^- + Н⁺ → Н₂O

Висновок: з погляду теорії електролітичної дисоціації, реакції обміну між електролітами відбуваються до кінця у випадках, коли в результаті реакції утворюється:

• газувата речовина;
• осад;
• вода.

Контрольні запитання (с. 75)

146. Реакції йонного обміну в розчинах відбуваються, якщо в результаті реакції утворюються слабкий електроліт або неелектроліт. А саме:

а) у разі утворення газуватої речовини:

Na₂CO₃ + 2HNO₃ → 2NaNO₃ + Н₂O + CO₂↑

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2NO₃ → 2Na⁺ + 2NO₃^- + H₂O + CO₂↑

CO₃^2- + 2Н⁺ → Н₂O + СО₂↑

б) у разі утворення осаду:

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

Fe³⁺ + 3Cl^- + 3Na⁺ + 3ОН^- → Fe(OH)₃↓ + 3Na⁺ + 3Cl^-

Fe³⁺ + 3ОН^- → Fe(OH)₃↓

в) у разі утворення води:

NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

Na⁺ + OH^- + H⁺ + NO₃^- → Na⁺ + NO₃^- + H₂O

OH^- + H⁺ → H₂O

147. Реакція взаємодії кислоти з основою, в результаті якої утворюються сіль та вода.

Завдання для засвоєння матеріалу (с. 75)

148. а) Ва(ОН)₂ + 2НСl → ВаСl₂ + 2Н₂О

Ва²⁺ + 2OН^- + 2Н⁺ + 2Сl^- → Ва²⁺ + 2Сl^- + 2Н₂О;

ОН^- + Н⁺ → Н₂O;

б) K₂S + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂S↑

2K⁺ + S^2- + 2H⁺ + SO₄^2- → 2K⁺ + SO₄^2- + H₂S↑

S^2- + 2H⁺ → H₂S↑;

в) BaCl₂ + MgSO₄ → BaSO₄↓ + MgCl₂

Ba²⁺ + 2Cl^- + Mg²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓ + Mg²⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓;

г) FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + 2NaCl

Fe²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + 2OH^- → Fe(OH)₂↓ + 2Na⁺ + 2Cl^-

Fe²⁺ + 2OH^- → Fe(OH)₂↓;

д) 2HNO₃ + Ba(OH)₂ → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

2H⁺ + 2NO₃^- + Ba²⁺ + 2OH^- → Ba²⁺ + 2NO₃^- + 2H₂O

H⁺ + OH^- → H₂O;

e) 3AgNO₃ + K₃PO₄ → Ag₃PO₄↓ + 3KNO₃

3Ag⁺ + 3NO₃^- + 3K⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄↓ + 3K⁺ + 3ΝO₃^-

3Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄↓;

є) BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + H₂O + CO₂↑

Ba²⁺ + CO₃^2- + 2H^- + 2Cl^- → Ba²⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂↑

CO₃^2- + 2H⁺ → H₂O + CO₂↑;

ж) 2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

2Fe³⁺ + 6OH^- + 6H⁺ + 3SO₄^2- → 2Fe³⁺ + 3SO₄^2- + 6H₂O

OH^- + H⁺ → H₂O;

з) Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S↑

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺ + 2Cl^- → 2Na⁺ + 2Сl^- + H₂S↑

S^2- + 2H⁺→ H₂S↑;

і) Al(OH)₃ + 3KCl → AlCl₃ + 3KCl; реакція обміну до кінця не відбувається, в розчині існують чотири види йонів: Аl³⁺, ОН^-, К⁺ та Сl^-;

и) 3AgNO₃ + АlСl3 → 3AgCl↓ + Al(NO₃)₃

3Ag⁺ + 3NO^3- + Al³⁺ + 3Cl^- → 3AgCl↓ + Al³⁺ + 3ΝO₃^-

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓;

к) Na₂SO₃ + Pb(NO₃)₂ → 2NaNO₃ + PbSO₃↓

2Na⁺ + SO₃^2- + Pb²⁺ + 2NO₃^- → 2Na⁺ + 2NO₃^- + PbSO₃↓

SO₃^2- + Pb²⁺ → PbSO₃↓;

л) 3NaOH + FeCl₃ → 3NaCl + Fe(OH)₃↓

- 3Na⁺ + 3ОН^- + Fe³⁺ + 3Cl^- → 3Na⁺ + 3Cl^- + Fe(OH)₃↓

3ОН^- + Fe³⁺ → Fe(OH)₃↓;

м) CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑

Ca²⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2NO₃^- → Ca²⁺ + 2ΝΟ₃^- + H₂O + CO₂↑

CO₃^2- + 2H⁺ → H₂O + CO₂↑.

149. a) KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

б) Na₂CO₃ + 2HNO₃ → 2NaNO₃ + H₂O + CO₂↑

MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + H₂O + CO₂↑

B) Ca(NO₃)₂ + K₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl

CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl

г) FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

Fe(NO₃)₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KNO₃

д) Pb(NO₃)₂ + K₂S → PbS↓ + 2KNO₃

(CH₃COO)₂Pb + Na₂S → PbS↓ + 2CH₃COONa

e) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaNO₃.

150. a) AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Ag⁺ + NO₃^- + Na⁺ + Cl^- → AgCl↓ + Na⁺ + NO₃^-

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓

б) HNO₃ + KOH → KNO₃ + H₂O

H⁺ + NO₃^- + K⁺ + OH^- → K⁺ + NO₃^- + H₂O

H⁺ + OH^- → H₂O

в) Н₃РО₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3Н₂О

3Н⁺ + РО₄^3- + 3Na⁺ + 3ОН^- → 3Na⁺+ РО₄^3- + 3Н₂О

Н⁺ + OH^- → Н₂О

г) H₂SO₄ + Zn(OH)₂ → ZnSO₄ + 2Н₂О

2Н⁺ + SO₄^2- + Zn²⁺ + 2ОН^- → Zn²⁺+ SO₄^2- + 2Н₂О

Н⁺ + ОН^- → Н₂О

д) НСl + NaOH → NaCl + Н₂О

Н⁺ + Cl^- + Na⁺ + ОН^- → Na⁺ + Cl^- + Н₂О

Н⁺ + OH^- → Н₂О

е) Ва₃(РО₄)₂ + 3H₂SO₄ → 3BaSO₄↓ + 2Н₃РО₄

3Ва²⁺ + 2РО₄^3- + 6Н⁺ + 3SO₄^2- → 3BaSO₄↓ + 6Н⁺ + 2РО₄^3-

Ва²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

151. Ця сіль - барій хлорид ВаСl₂.

ВаСl₂ + K₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2KCl

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓ + 2K⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

ВаСl₂ + 2AgNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2AgCl↓

Ba²⁺ + 2Сl^- + 2Ag⁺ + NO₃^- → Ba²⁺ + 2NO₃^- + 2AgCl↓

Сl^- + Ag+ → AgCl↓

152. Натрій карбонат Na₂CO₃ та калій сульфіт K₂SO₃.

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑

K₂SO₃ + 2HCl → 2KCl + H₂O + SO₂↑

153. a) MgSO₄ + K₂CO₃ = MgCO₃↓ + K₂SO₄

Mg²⁺ + SO₄^2- + 2K⁺ + CO₃^2- = MgCO₃↓ + 2K⁺ + SO₄^2-

Mg²⁺ + СО₃^2- = MgCO₃↓

б) AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃

Ag⁺ + NO₃^- + H⁺ + Cl^- → AgCl↓ + H⁺ + NO₃^-

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓

в) FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

FeS + 2H⁺ + Cl^- = Fe²⁺ + 2Cl^- + H₂S↑

FeS + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂S↑

г) FeSO₄ + Ba(OH)₂ = Fe(OH)₂↓ + BaSO₄↓

Fe²⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂↓ + BaSO₄↓

154. KOH + HCL → KCl + H₂O

K⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- → K⁺ + Cl^- + H₂O

OH^- + H⁺ → H₂O

2KOH + MgCl₂ → 2KCl + Mg(OH)₂↓

2K⁺ + 2OH^- + Mg²⁺ + 2Cl^- → 2K⁺ + 2Cl^- + Mg(OH)₂↓

2OH^- + Mg²⁺ → Mg(OH)₂↓

155. HCl + AgNO₃ → HNO₃ + AgCl↓

H⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- → H⁺ + NO₃^- + AgCl↓

Cl^- + Ag⁺ → AgCl↓

2HCl + CaCO₃ → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

CaCO₃ є малорозчинною речовиною, лише незначна її частина дисоціює. Отже, йонно-молекулярне рівняння реакції матиме вигляд:

2Н⁺ + 2Сl^- + СаСО₃ → Са²⁺ + 2Сl^- + Н₂О + СО₂↑

2Н⁺ + СаСО₃ → Са²⁺ + Н₂О + CO₂↑

156. Складаємо рівняння реакції:

AgNO₃ + НСl → AgCl↓ + HNO₃

Сіль, що випадає у вигляді осаду - це арґентум хлорид. За рівнянням реакції співвідношення кількості речовини арґентум нітрату і арґептум хлориду становить 1 моль : 1 молю.

Обчислюємо масу арґентум нітрату у вихідному розчині:

m(AgNO₃) = ω(AgNO₃) • m(р-ну) = 0,0085 • 200 г =1,7 г

З’ясовуємо кількість речовини арґентум нітрату у 1,7 г:

Отже, арґентум хлориду під час реакції також утворюється 0,1 моль. Обчислюємо його масу:

m(AgCl) = v(AgCl) • M(AgCl) = 0,1 моль • 143,5 г/моль = 14,35 г

157. Спочатку калій сульфіт вступив у реакцію з хлоридною кислотою (натрій хорид з хлоридною кислотою не реагує). Під час реакції утворився газоподібний сульфур(ІV) оксид.

Рівняння реакції:

K₂SO₃ + 2НСl → 2КСl + SO₂↑ + Н₂О

Після реакції в розчині залишилися йони К⁺ та Сl^-.

При додаванні до розчину арґентум нітрату, йони Арґентуму сполучаються з йонами Хлору і випадають у осад у вигляді нерозчинного арґентум хлориду. Рівняння реакції:

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

В розчині залишаються йони Na⁺та NO₃^-.

Відповідь: після реакцій в розчині залишаються йони К⁺, Na⁺ та NO₃^-.

158. Складаємо рівняння реакції:

2НСl + СаСО₃ → СаСl₂ + Н₂О + СО₂↑

За рівнянням реакції кількість речовини гідроген хлориду і кальцій хлориду співвідносяться як 2 : 1. Визначаємо масу кальцій хлориду в утвореному розчині:

m(СаСl₂) = ω(СаСl₂) • m(р-ну) = 0,00333 • 500 г = 1,665 г

Обчислюємо кількість речовини кальцій хлориду:

Отже, в реакцію вступило 2 • 0,015 = 0,03 моль гідроген хлориду. Розраховуємо його масу:

m(НСl) = v(НСl) • М(НСl) = 0,03 моль • 36,5 г/моль = 1,095 г