Кратко
Все пять реакций — реакции ионного обмена, и все они идут до конца, потому что ионы уходят из раствора:
| № на доске | Что образуется | Признак |
|---|---|---|
| верхняя (⑤) | вода | нейтрализация |
| ① | осадок AgCl↓ | белый творожистый |
| ② | вода | нейтрализация |
| ③ | осадок MgCO₃↓ | белый |
| ④ | газ CO₂↑ и вода | «вскипание» |
Решения по порядку
Верхняя (⑤): KOH + H₂SO₄
- Молекулярное: $2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$
- Полное ионное: $2K^+ + 2OH^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O$
- Сокращённое: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$
Осадка нет, но образуется вода — слабый электролит, поэтому реакция идёт.
①: AgNO₃ + NaCl
- $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$
- $Ag^+ + NO_3^- + Na^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow + Na^+ + NO_3^-$
- Сокращённое: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$
Ионы $Na^+$ и $NO_3^-$ — «зрители», они не меняются, их вычёркиваем.
②: NaOH + H₂SO₄
- $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$
- $2Na^+ + 2OH^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O$
- Сокращённое: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$
③: Mg(NO₃)₂ + Na₂CO₃
- $Mg(NO_3)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow MgCO_3\downarrow + 2NaNO_3$
- $Mg^{2+} + 2NO_3^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow MgCO_3\downarrow + 2Na^+ + 2NO_3^-$
- Сокращённое: $Mg^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow MgCO_3\downarrow$
④: Na₂CO₃ + HCl — на доске ответ записан с ошибками (см. ниже)
- $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
- $2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^- + H_2O + CO_2\uparrow$
- Сокращённое: $CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$
Принцип: почему реакция «идёт»
В обмене ионы просто меняются парами. Реакция доходит до конца, если хотя бы одна пара ионов покидает раствор:
- Осадок ↓ — вещество нерастворимо (смотрим таблицу растворимости): AgCl, MgCO₃;
- Газ ↑ — улетучивается: CO₂;
- Вода / слабый электролит — ионы связываются: $H^+ + OH^-$.
Если бы все продукты были растворимыми сильными электролитами, все ионы остались бы «зрителями» — и реакция была бы обратимой, то есть практически не шла.
Проверка сокращённого уравнения: сумма зарядов слева должна равняться сумме зарядов справа, а атомы — совпадать. Например, в ③ слева $+2 + (-2) = 0$, справа осадок нейтрален — верно.
Что поправить на доске
- В ③ формула записана «MgNO₃» — у магния заряд +2, поэтому правильно Mg(NO₃)₂.
- В ④ записано «NaCl + H₂CO₃» — нужно:
- коэффициент 2 перед NaCl (в Na₂CO₃ два натрия);
- угольная кислота неустойчива: $H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$, поэтому в ответе пишут $2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$.
