Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: водород, оксид цинка, серная кислота, карбонат кальция, гидроксид натрия, гидроксид магния. Из предложенного перечня…
Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: водород, оксид цинка, серная кислота, карбонат кальция, гидроксид натрия, гидроксид магния. Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена, протекающая с наибольшей скоростью. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции с участием выбранных веществ.
Для анализа задачи мы должны определить, какие из предложенных веществ могут реагировать между собой с образованием новых продуктов. Реакция ионного обмена (в данном случае также называемая реакцией замещения) происходит, когда два раствора ионов смешиваются, и один из образующихся продуктов нерастворим или образует газ.
Из предложенных веществ наиболее подходящими для реакции ионного обмена являются:
- Серная кислота (H₂SO₄)
- Гидроксид натрия (NaOH)
Когда серная кислота (H₂SO₄) реагирует с гидроксидом натрия (NaOH), образуется сульфат натрия (Na₂SO₄) и вода (H₂O). Данная реакция является реакцией нейтрализации и протекает достаточно быстро.
Шаг 1: Запись молекулярного уравнения реакции
Молекулярное уравнение записывается следующим образом:
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 (aq) + 2 \text{NaOH} (aq) \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 (aq) + 2 \text{H}_2\text{O} (l) \]
Шаг 2: Запись полного ионного уравнения
В полном ионном уравнении все растворимые соединения представляются в виде ионов:
- Серная кислота диссоциирует на ионы водорода (H⁺) и сульфата (SO₄²⁻).
- Гидроксид натрия диссоциирует на ионы натрия (Na⁺) и гидроксид-ион (OH⁻).
Итак, полное ионное уравнение:
\[ 2 \text{H}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + 2 \text{Na}^+ (aq) + 2 \text{OH}^- (aq) \rightarrow \text{Na}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + 2 \text{H}_2\text{O} (l) \]
Шаг 3: Запись сокращенного ионного уравнения
Сокращенное ионное уравнение составляется с учетом того, что ионы, которые не участвуют в реакции (комплексные ионы), можно исключить. В данном случае ионы сульфата (SO₄²⁻) и натрия (Na⁺) являются неактивными ионами.
Итак, сокращенное ионное уравнение будет выглядеть следующим образом:
\[ 2 \text{H}^+ (aq) + 2 \text{OH}^- (aq) \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O} (l) \]
Подведение итогов
Таким образом, между серной кислотой и гидроксидом натрия происходит реакция ионного обмена, и мы получаем:
Молекулярное уравнение:
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2 \text{H}_2\text{O} \]Полное ионное уравнение:
\[ 2 \text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} + 2 \text{Na}^+ + 2 \text{OH}^- \rightarrow \text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} + 2 \text{H}_2\text{O} \]Сокращенное ионное уравнение:
\[ 2 \text{H}^+ + 2 \text{OH}^- \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O} \]
Эти уравнения иллюстрируют реакцию обмена и соответствуют целям понимания химических процессов.
