Чтобы определить, какая пара веществ вступает в реакцию ионного обмена с образованием газа, давайте проанализируем предложенные варианты.
- Гидроксид железа (II) и гидроксид натрия – это не ионный обмен, а реакции осаждения, газы не образуются.
- Соляная кислота и нитрат серебра – также не приводит к образованию газа.
- Карбонат железа (II) и гидроксид натрия – здесь возможен осадок, но газа не образуется.
- Соляная кислота и карбонат кальция – эта пара веществ реагирует с выделением углекислого газа (CO₂).
Таким образом, правильным выбором является соляная кислота и карбонат кальция.
Теперь составим молекулярное и сокращенное ионное уравнения:
Молекулярное уравнение:
\[ \text{CaCO}_3(s) + 2 \text{HCl}(aq) \rightarrow \text{CaCl}_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g) \]
Сокращенное ионное уравнение:
Теперь выписываем только те ионы, которые участвуют в образовании газа: \[ \text{CaCO}_3(s) + 2 \text{H}^+(aq) \rightarrow \text{Ca}^{2+}(aq) + H_2O(l) + CO_2(g) \]
На выходе мы видим, что карбонат кальция реагирует с ионами водорода, образуя углекислый газ. Это и есть реакция ионного обмена, где выделяется газ.