Задание №6 — Теоретические основы химии
Даны две пробирки с раствором вещества X. В одну из них добавили раствор вещества Y, при этом протекала реакция, которой соответствует сокращённое ионное уравнение H+ + OH– = H2O. В другую пробирку добавили раствор хлорида магния. При этом наблюдали образование осадка.
Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
| 1) | Fe(OH)2 |
| 2) | Ba(OH)2 |
| 3) | H2SO4 |
| 4) | HNO3 |
| 5) | NH3 |
Правильный ответ
24
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи проанализируем условия протекания реакций для каждого из предложенных веществ.
1. Анализ первого условия: Дано сокращённое ионное уравнение H+ + OH− → H2O. Это уравнение характерно для реакции нейтрализации, в которой участвуют сильная кислота и растворимое сильное основание (щелочь). При этом в ходе реакции не должно образовываться осадков или газов, иначе ионное уравнение было бы другим.
2. Анализ второго условия: Вещество X реагирует с раствором хлорида магния (MgCl2) с образованием осадка.
Рассмотрим предложенные вещества на роль X:
- Fe(OH)2 (1) — нерастворимое основание, не подходит на роль X, так как X находится в растворе.
- Ba(OH)2 (2) — щелочь, растворима. При добавлении к MgCl2 протекает реакция:
Ba(OH)2 + MgCl2 → BaCl2 + Mg(OH)2↓
Гидроксид магния — это белый осадок. Условие выполняется. Значит, X — это Ba(OH)2 (номер 2).
- H2SO4 (3) и HNO3 (4) — кислоты. При взаимодействии с MgCl2 признаков реакции (осадка) не будет, так как MgSO4 и Mg(NO)3 растворимы.
- NH3 (5) — водный раствор аммиака является слабым основанием. При реакции с MgCl2 тоже выпадет осадок Mg(OH)2, однако NH3 не подходит под первое условие (сокращенное ионное уравнение с сильной кислотой для слабого основания записывается иначе).
3. Определение вещества Y:
Мы выяснили, что X — это Ba(OH)2 (сильное основание). Чтобы сокращённое ионное уравнение имело вид H+ + OH− → H2O, вещество Y должно быть сильной кислотой, которая не образует осадка с ионами бария (Ba2+).
- Если Y — H2SO4 (3), то выпадет осадок сульфата бария (BaSO4↓), и уравнение будет выглядеть так: Ba2+ + 2OH− + 2H+ + SO42− → BaSO4↓ + 2H2O. Это не соответствует условию.
- Если Y — HNO3 (4), то образуется растворимый нитрат бария:
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O
Полное ионное уравнение: Ba2+ + 2OH− + 2H+ + 2NO3− → Ba2+ + 2NO3− + 2H2O
Сокращённое ионное уравнение: 2OH− + 2H+ → 2H2O, или OH− + H+ → H2O. Это полностью соответствует условию задачи. Значит, Y — это HNO3 (номер 4).
Ответ: X — 2, Y — 4.
Источник: ФИПИ