Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для решения этой задачи нам необходимо проанализировать возможные комбинации ионов и определить, в каком случае в результате химической реакции образуется газообразное вещество. В химии такие реакции называются реакциями ионного обмена, идущими до конца.

Рассмотрим предложенные ионы:
1) $\text{Ba}^{2+}$ — ион бария;
2) $\text{K}^{+}$ — ион калия;
3) $\text{H}^{+}$ — ион водорода (содержится в растворах кислот);
4) $\text{SO}_{4}^{2-}$ — сульфат-ион;
5) $\text{CO}_{3}^{2-}$ — карбонат-ион;
6) $\text{PO}_{4}^{3-}$ — фосфат-ион.

Шаг 1. Проверим взаимодействие катионов с анионами на предмет образования газа. Газ в реакциях ионного обмена чаще всего выделяется при взаимодействии сильных кислот (источник ионов $\text{H}^{+}$) с карбонатами, сульфитами или сульфидами.

Шаг 2. Обратим внимание на ионы под номерами 3 ($\text{H}^{+}$) и 5 ($\text{CO}_{3}^{2-}$). При их взаимодействии образуется слабая и неустойчивая угольная кислота $\text{H}_{2}\text{CO}_{3}$, которая мгновенно разлагается на воду и углекислый газ.

Шаг 3. Запишем ионное уравнение реакции:
$2\text{H}^{+} + \text{CO}_{3}^{2-} \rightarrow \text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2}\uparrow$

В результате этой реакции выделяется бесцветный газ без запаха — углекислый газ ($\text{CO}_{2}$). Это соответствует условию задачи.

Шаг 4. Проверим остальные варианты для уверенности:
— $\text{Ba}^{2+}$ и $\text{SO}_{4}^{2-}$ образуют белый осадок $\text{BaSO}_{4}$;
— $\text{Ba}^{2+}$ и $\text{CO}_{3}^{2-}$ образуют белый осадок $\text{BaCO}_{3}$;
— $\text{Ba}^{2+}$ и $\text{PO}_{4}^{3-}$ образуют осадок $\text{Ba}_{3}(\text{PO}_{4})_{2}$;
— Ионы калия ($\text{K}^{+}$) со всеми предложенными анионами образуют растворимые соли, видимых признаков реакции нет.

Таким образом, газ выделяется только при взаимодействии ионов под номерами 3 и 5.

Ответ: 35

Источник: ФИПИ