1. Напишите уравнения электролитической диссоциации: а) фосфорной кислоты; б) гидроксида бария; в) сульфата железа (III); г) хлорида алюминия; д) нитрата меди (II).

Question

Реши задание на изображении

Расшифровка фото нейросетью:
Вариант 3

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций, происходящих при сливании растворов: а) хлорида железа (III) и гидроксида натрия; б) серной кислоты и гидроксида лития; в) азотной кислоты и карбоната натрия.

3. С какими из перечисленных веществ будет реагировать разбавленная серная кислота: алюминий, нитрат натрия, золото, гидроксид калия, нитрат бария? Напишите молекулярные и сокращенные ионные уравнения возможных реакций.

4. К раствору, содержащему 20 г гидроксида натрия, прилили раствор, содержащий 33 г хлороводорода. Какая масса соли образовалась?

Answer

Ниже — решения всех четырёх заданий варианта 3.

1. Электролитическая диссоциация

Фосфорная кислота — слабый электролит, поэтому её диссоциация обратима и идёт по ступеням:

$$
H_3PO_4 \rightleftharpoons H^+ + H_2PO_4^-
$$

$$
H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}
$$

$$
HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}
$$

Суммарно:

$$
H_3PO_4 \rightleftharpoons 3H^+ + PO_4^{3-}
$$

Остальные вещества — сильные электролиты, они диссоциируют практически необратимо:

$$
Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-
$$

$$
Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}
$$

$$
AlCl_3 \rightarrow Al^{3+} + 3Cl^-
$$

$$
Cu(NO_3)_2 \rightarrow Cu^{2+} + 2NO_3^-
$$

2. Молекулярные и ионные уравнения

а) Хлорид железа(III) + гидроксид натрия

$$
FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3NaCl
$$

Полное ионное уравнение:

$$
Fe^{3+} + 3Cl^- + 3Na^+ + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3Na^+ + 3Cl^-
$$

Сокращённое ионное уравнение:

$$
Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow
$$

б) Серная кислота + гидроксид лития

$$
H_2SO_4 + 2LiOH \rightarrow Li_2SO_4 + 2H_2O
$$

Полное ионное уравнение:

$$
2H^+ + SO_4^{2-} + 2Li^+ + 2OH^- \rightarrow 2Li^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O
$$

Сокращённое ионное уравнение:

$$
H^+ + OH^- \rightarrow H_2O
$$

в) Азотная кислота + карбонат натрия

$$
2HNO_3 + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaNO_3 + H_2O + CO_2\uparrow
$$

Полное ионное уравнение:

$$
2H^+ + 2NO_3^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow 2Na^+ + 2NO_3^- + H_2O + CO_2\uparrow
$$

Сокращённое ионное уравнение:

$$
2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow
$$

Принцип: в ионнных уравнениях сильные электролиты записывают ионами, а осадок, газ и воду — формулами. Затем одинаковые ионы слева и справа сокращают.

3. Какие вещества реагируют с разбавленной серной кислотой

С разбавленной $H_2SO_4$ реагируют:

алюминий $Al$;

гидроксид калия $KOH$;

нитрат бария $Ba(NO_3)_2$.

Не реагируют:

нитрат натрия $NaNO_3$;

золото $Au$.

Алюминий

$$
2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2\uparrow
$$

Сокращённое ионное уравнение:

$$
2Al + 6H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 3H_2\uparrow
$$

Алюминий стоит в ряду активности до водорода, поэтому вытесняет водород из кислоты.

Гидроксид калия

$$
H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O
$$

Сокращённое ионное уравнение:

$$
H^+ + OH^- \rightarrow H_2O
$$

Это реакция нейтрализации.

Нитрат бария

$$
H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3
$$

Сокращённое ионное уравнение:

$$
Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow
$$

Образуется нерастворимый осадок сульфата бария.

4. Задача на избыток реагента

Уравнение реакции:

$$
NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O
$$

По уравнению $NaOH$ и $HCl$ реагируют в отношении $1:1$.

Находим количества веществ:

$$
n(NaOH)=\frac{20}{40}=0{,}5 \text{ моль}
$$

$$
n(HCl)=\frac{33}{36{,}5}\approx0{,}904 \text{ моль}
$$

Для $0{,}5$ моль $NaOH$ нужно $0{,}5$ моль $HCl$, а $HCl$ взято больше. Значит, $HCl$ в избытке, а расчёт ведём по $NaOH$.

$$
n(NaCl)=n(NaOH)=0{,}5 \text{ моль}
$$

$$
m(NaCl)=0{,}5 \cdot 58{,}5=29{,}25 \text{ г}
$$

Ответ: образовалось $29{,}25$ г соли $NaCl$, или примерно $29{,}3$ г.

Проверка: $0{,}5$ моль $NaOH$ даёт $0{,}5$ моль $NaCl$, а оставшаяся соляная кислота в реакцию с солью не вступает.