Для решения задачи мы начнем с выбора двух веществ из предложенного перечня, между которыми возможна реакция ионного обмена.
Из веществ:
- Водород (H₂)
- Оксид цинка (ZnO)
- Серная кислота (H₂SO₄)
- Карбонат кальция (CaCO₃)
- Гидроксид натрия (NaOH)
- Гидроксид магния (Mg(OH)₂)
Наиболее подходящими для реакции ионного обмена будут серная кислота (H₂SO₄) и гидроксид натрия (NaOH). Данная реакция проходит с образованием соли (сульфата натрия) и воды.
Шаг 1: Определим молекулярное уравнение реакции
Молекулярное уравнение можно записать следующим образом:
[ \text{H}_2\text{SO}_4 (aq) + \text{2NaOH} (aq) \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 (aq) + \text{2H}_2\text{O} (l) ]
Шаг 2: Запишем полное ионное уравнение
Теперь перепишем все вещества в ионной форме. Серная кислота и гидроксид натрия диссоциируют в растворе на ионы:
- (\text{H}_2\text{SO}_4) диссоциирует на (\text{2H}^+) и (\text{SO}_4^{2-})
- (\text{NaOH}) диссоциирует на (\text{Na}^+) и (\text{OH}^-)
Полное ионное уравнение будет выглядеть так:
[ \text{2H}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + \text{2Na}^+ (aq) + \text{2OH}^- (aq) \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 (aq) + \text{2H}_2\text{O} (l) ]
Шаг 3: Запишем сокращенное ионное уравнение
В сокращенном ионном уравнении исключим ионы, которые не участвуют в реакции (ионные свои вещества), то есть ионы натрия (( \text{Na}^+ )):
[ \text{2H}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + \text{2OH}^- (aq) \rightarrow \text{SO}_4^{2-} (aq) + \text{2H}_2\text{O} (l) ]
Сокращаем ионы (\text{SO}_4^{2-}):
[ \text{2H}^+ (aq) + \text{2OH}^- (aq) \rightarrow \text{2H}_2\text{O} (l) ]
Заключение
Таким образом, реакция ионного обмена между серной кислотой и гидроксидом натрия приводит к образованию сульфата натрия и воды. Мы рассмотрели молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения, что позволяет более глубоко понять процесс, происходящий в растворе.
