Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для решения этой задачи необходимо вспомнить условия протекания реакций ионного обмена до конца. Одним из таких условий является образование газообразного вещества. Рассмотрим предложенные ионы и возможные комбинации между ними:

1. Анализ ионов 1 и 5: При взаимодействии карбонат-иона $\text{CO}_3^{2-}$ и иона водорода $\text{H}^+$ происходит реакция с образованием слабой и неустойчивой угольной кислоты $\text{H}_2\text{CO}_3$. Угольная кислота мгновенно разлагается на воду и углекислый газ:
$2\text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow$
Выделение бесцветного газа без запаха (углекислого газа) подтверждает, что эта пара ионов подходит под условие задачи.

2. Анализ ионов 2 и 5: При взаимодействии силикат-иона $\text{SiO}_3^{2-}$ и иона водорода $\text{H}^+$ образуется кремниевая кислота $\text{H}_2\text{SiO}_3$. Она является нерастворимой и выпадает в осадок в виде студенистой массы, газ при этом не выделяется:
$2\text{H}^+ + \text{SiO}_3^{2-} \rightarrow \text{H}_2\text{SiO}_3\downarrow$

3. Анализ ионов 4 и 5: Ионы аммония $\text{NH}_4^+$ и ионы водорода $\text{H}^+$ не взаимодействуют друг с другом с образованием газа, так как оба являются катионами (или частицами с кислотными свойствами в разных теориях) и не образуют летучих соединений в кислой среде.

4. Анализ ионов 1 и 6: При взаимодействии карбонат-иона $\text{CO}_3^{2-}$ и иона кальция $\text{Ca}^{2+}$ образуется нерастворимая соль — карбонат кальция (мел), который выпадает в осадок:
$\text{Ca}^{2+} + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{CaCO}_3\downarrow$

5. Анализ иона 3: Нитрат-ион $\text{NO}_3^-$ в реакциях ионного обмена в растворах практически никогда не дает газообразных продуктов (газы образуются только в специфических окислительно-восстановительных реакциях с металлами, что не является простым взаимодействием ионов).

Таким образом, выделение газа наблюдается только при взаимодействии карбонат-иона (1) и иона водорода (5).

Ответ: 15

Источник: ФИПИ