Задание №14 — Химические реакции

#65789Задание №14ФИПИ

Реакции ионного обмена

Из предложенного перечня выберите названия двух веществ, взаимодействию которых в растворе соответствует сокращённое ионное уравнение реакции

Ba²⁺ + SO₄^{2 $–$} = BaSO₄

1) барий

2) оксид бария

3) гидроксид бария

4) серная кислота

5) сульфат магния

6) сульфат калия

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для того чтобы составить сокращённое ионное уравнение $\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} = \text{BaSO}_4$ , нам необходимо выбрать два исходных вещества, которые при растворении в воде диссоциируют на соответствующие ионы.

Шаг 1. Анализ ионов бария $\text{Ba}^{2+}$ .
Ионы $\text{Ba}^{2+}$ образуются при диссоциации растворимых солей бария или сильного основания (щёлочи). Рассмотрим предложенные варианты:
1) Барий ( $\text{Ba}$ ) — это простое вещество, металл. Он не является ионом в растворе до начала реакции.
2) Оксид бария ( $\text{BaO}$ ) — это основной оксид. Оксиды не записываются в виде ионов в ионных уравнениях.
3) Гидроксид бария ( $\text{Ba(OH)}_2$ ) — это сильное основание (щёлочь), которое хорошо растворимо в воде и полностью диссоциирует на ионы: $\text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^-$ . Этот вариант нам подходит.

Шаг 2. Анализ сульфат-ионов $\text{SO}_4^{2-}$ .
Ионы $\text{SO}_4^{2-}$ образуются при диссоциации растворимых сульфатов или серной кислоты. Однако здесь есть важный нюанс: при взаимодействии гидроксида бария (из шага 1) с серной кислотой (вариант 4) помимо осадка $\text{BaSO}_4$ образуется малодиссоциирующее вещество — вода ( $\text{H}_2\text{O}$ ). В этом случае сокращённое уравнение выглядело бы иначе (включало бы ионы водорода и гидроксид-ионы).
Рассмотрим соли:
5) Сульфат магния ( $\text{MgSO}_4$ ) — растворимая соль. При реакции с $\text{Ba(OH)}_2$ образуется не только осадок $\text{BaSO}_4$ , но и нерастворимый гидроксид магния $\text{Mg(OH)}_2$ , что изменит сокращённое уравнение.
6) Сульфат калия ( $\text{K}_2\text{SO}_4$ ) — растворимая соль. При диссоциации дает нужные нам ионы: $\text{K}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{K}^+ + \text{SO}_4^{2-}$ . При реакции с гидроксидом бария образуется растворимый гидроксид калия ( $\text{KOH}$ ), ионы которого ( $\text{K}^+$ и $\text{OH}^-$ ) сократятся.

Шаг 3. Проверка выбранной пары (3 и 6).
Запишем молекулярное уравнение:
$\text{Ba(OH)}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 = \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{KOH}$
Запишем полное ионное уравнение:
$\text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^- + 2\text{K}^+ + \text{SO}_4^{2-} = \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{K}^+ + 2\text{OH}^-$
Сократим одинаковые ионы в левой и правой частях ( $2\text{K}^+$ и $2\text{OH}^-$ ):
$\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} = \text{BaSO}_4$
Уравнение полностью совпадает с условием задачи.

Ответ: 36

Источник: ФИПИ