Чтобы решить задачу, давайте сначала проанализируем данное сокращенное ионное уравнение реакции:
\[ 2 \text{H}^+ + \text{SO}_3^{2-} \rightarrow \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Это уравнение указывает на то, что ионы водорода (\( \text{H}^+ \)) реагируют с ионом сульфита (\( \text{SO}_3^{2-} \)), в результате чего образуется газообразный диоксид серы (\( \text{SO}_2 \)) и вода (\( \text{H}_2\text{O} \)).
Теперь нам нужно выбрать пару веществ из предложенных, которые могут вести себя аналогичным образом в реакции, приводящей к формированию тех же ионов в растворе. Рассмотрим предложенные пары веществ:
H2SO3 и Na2SO4.
- \( \text{H}_2\text{SO}_3 \) является кислотой и при диссоциации может давать два иона \( \text{H}^+ \) и один ион \( \text{SO}_3^{2-} \). Но \( \text{Na}_2\text{SO}_4 \) не даст сульфит, а сульфат \( \text{SO}_4^{2-} \). Эта пара не подходит.
HCl и Na2SO3.
- \( \text{HCl} \) дает ионы \( \text{H}^+ \), а \( \text{Na}_2\text{SO}_3 \) дает ионы \( \text{SO}_3^{2-} \). Это сочетание приводит к образованию \( \text{SO}_2 \) и воды, что соответствует сокращенному уравнению. Эта пара подходит.
HBr и Li2SO3.
- \( \text{HBr} \) также дает ионы \( \text{H}^+ \), а \( \text{Li}_2\text{SO}_3 \) содержит ионы \( \text{SO}_3^{2-} \). На выходе будет также \( \text{SO}_2 \) и вода. Эта пара также подходит.
HCl и BaSO4.
- \( \text{BaSO}_4 \) - это малорастворимая соль, которая не даст иона в растворе. Следовательно, эта пара не подходит.
HNO3 и CaSO3.
- \( \text{HNO}_3 \) предоставляет ионы \( \text{H}^+ \), а \( \text{CaSO}_3 \) дает \( \text{SO}_3^{2-} \). Это также соответствует реакции. Эта пара подходит.
Теперь мы имеем их:
Подходящие пары:
- HCl и Na2SO3
- HBr и Li2SO3
- HNO3 и CaSO3
Таким образом, с учетом правила стехиометрии и растворимости, правильными парами являются HCl с Na2SO3, HBr с Li2SO3 и HNO3 с CaSO3.