1. Напишите молекулярные, полные и сокращённые ионные уравнения реакций:

Сначала кратко: в №1 сокращённые ионные уравнения — \(H^+ + OH^- \to H_2O\), \(CO_3^{2-}+2H^+ \to CO_2\uparrow+H_2O\), \(Cu^{2+}+2OH^- \to Cu(OH)_2\downarrow\), \(Ag^++Cl^- \to AgCl\downarrow\); в №2 коэффициенты — \(4NH_3+3O_2 \to 2N_2+6H_2O\) и \(Zn+2HCl \to ZnCl_2+H_2\); в №3 нужно подействовать щёлочью на раствор соли железа(II); в №4 масса осадка примерно \(13{,}2\) г.

1. Ионные уравнения

а) \(Ca(OH)_2 + HNO_3\)

Молекулярное:

\[ Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O \]

Полное ионное:

\[ Ca^{2+}+2OH^-+2H^++2NO_3^- \rightarrow Ca^{2+}+2NO_3^-+2H_2O \]

Сокращённое:

\[ 2H^++2OH^- \rightarrow 2H_2O \]

или после деления на 2:

\[ H^++OH^- \rightarrow H_2O \]

б) \(Na_2CO_3 + H_2SO_4\)

Молекулярное:

\[ Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O \]

Полное ионное:

\[ 2Na^++CO_3^{2-}+2H^++SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^++SO_4^{2-}+CO_2\uparrow+H_2O \]

Сокращённое:

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

в) \(CuSO_4 + KOH\)

Молекулярное:

\[ CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4 \]

Полное ионное:

\[ Cu^{2+}+SO_4^{2-}+2K^++2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow+2K^++SO_4^{2-} \]

Сокращённое:

\[ Cu^{2+}+2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow \]

г) \(AgNO_3 + NaCl\)

Молекулярное:

\[ AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3 \]

Полное ионное:

\[ Ag^++NO_3^-+Na^++Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow+Na^++NO_3^- \]

Сокращённое:

\[ Ag^++Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow \]

2. Электронный баланс

а) \(NH_3 + O_2 \rightarrow N_2 + H_2O\)

Степени окисления: у азота в \(NH_3\) — \(-3\), в \(N_2\) — \(0\); у кислорода в \(O_2\) — \(0\), в \(H_2O\) — \(-2\).

\[ 2N^{-3}-6e^- \rightarrow N_2^0 \quad |\cdot 2 \]

\[ O_2^0+4e^- \rightarrow 2O^{-2} \quad |\cdot 3 \]

Число отданных и принятых электронов уравнивается: \(6\cdot2=4\cdot3=12\).

\[ 4NH_3+3O_2 \rightarrow 2N_2+6H_2O \]

Окислитель — \(O_2\), восстановитель — \(NH_3\).

б) \(Zn + HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\)

\[ Zn^0-2e^- \rightarrow Zn^{2+} \quad |\cdot 1 \]

\[ 2H^++2e^- \rightarrow H_2^0 \quad |\cdot 1 \]

\[ Zn+2HCl \rightarrow ZnCl_2+H_2\uparrow \]

Окислитель — \(HCl\) за счёт \(H^+\), восстановитель — \(Zn\).

3. Получение \(Fe(OH)_2\)

Практически: к раствору соли железа(II), например \(FeCl_2\), прилить раствор щёлочи — \(NaOH\) или \(KOH\). Выпадает серо-зелёный осадок \(Fe(OH)_2\).

Молекулярное:

\[ FeCl_2+2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow+2NaCl \]

Полное ионное:

\[ Fe^{2+}+2Cl^-+2Na^++2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow+2Na^++2Cl^- \]

Сокращённое:

\[ Fe^{2+}+2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow \]

4. Задача

Считаем, что щёлочь взята в избытке.

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

Масса чистого \(FeCl_3\) в растворе:

\[ m(FeCl_3)=200\cdot 0{,}10=20\ \text{г} \]

Молярные массы:

\[ M(FeCl_3)=56+3\cdot35{,}5=162{,}5\ \text{г/моль} \]

\[ M(Fe(OH)_3)=56+3\cdot(16+1)=107\ \text{г/моль} \]

Количество вещества:

\[ n(FeCl_3)=\frac{20}{162{,}5}\approx0{,}123\ \text{моль} \]

По уравнению \(n(Fe(OH)_3)=n(FeCl_3)\), поэтому:

\[ m(Fe(OH)_3)=0{,}123\cdot107\approx13{,}2\ \text{г} \]

Ответ: масса осадка \(Fe(OH)_3\) примерно \(13{,}2\) г.

Проверка по пропорции:

\[ 20\cdot\frac{107}{162{,}5}\approx13{,}2\ \text{г} \]

Что запомнить: в ионных уравнениях сильные растворимые электролиты записывают ионами, а осадки, газы и воду — молекулами; одинаковые ионы в обеих частях сокращают. В окислительно-восстановительных реакциях число отданных и принятых электронов должно быть одинаковым. В задачах сначала находят массу чистого вещества, затем количество вещества и по коэффициентам уравнения — массу продукта.