Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы правильно выбрать исходные вещества, соответствующие сокращённому ионному уравнению $Mg^{2+} + CO_{3}^{2-} = MgCO_{3}$, нужно проанализировать предложенные варианты, опираясь на правила протекания реакций ионного обмена.

Шаг 1. Анализ левой части уравнения.
В левой части уравнения мы видим свободные ионы: катион магния $Mg^{2+}$ и карбонат-анион $CO_{3}^{2-}$. Это означает, что оба исходных вещества должны быть растворимыми сильными электролитами. Только растворимые соли или основания (щелочи) распадаются в воде на ионы, которые записываются в ионном уравнении отдельно.

Шаг 2. Выбор источника ионов магния $Mg^{2+}$.
Рассмотрим варианты, содержащие магний:
1) $MgSO_{4}$ (сульфат магния) — по таблице растворимости это растворимая соль. Она диссоциирует на ионы: $MgSO_{4} \rightarrow Mg^{2+} + SO_{4}^{2-}$. Этот вариант нам подходит.
2) $Mg_{3}(PO_{4})_{2}$ (фосфат магния) — нерастворимая соль. В ионных уравнениях нерастворимые вещества записываются в виде молекул, а не ионов. Не подходит.
3) $Mg(OH)_{2}$ (гидроксид магния) — нерастворимое основание. Также записывается в молекулярном виде. Не подходит.

Шаг 3. Выбор источника карбонат-ионов $CO_{3}^{2-}$.
Рассмотрим варианты, содержащие карбонат-группу:
4) $Na_{2}CO_{3}$ (карбонат натрия) — растворимая соль. Диссоциирует на ионы: $Na_{2}CO_{3} \rightarrow 2Na^{+} + CO_{3}^{2-}$. Этот вариант нам подходит.
5) $H_{2}CO_{3}$ (угольная кислота) — это слабый электролит. В растворе она практически не диссоциирует и сразу распадается на воду и углекислый газ. В ионных уравнениях её пишут как $H_{2}O + CO_{2}$. Не подходит.
6) $CuCO_{3}$ (карбонат меди(II)) — нерастворимая соль. Не дает свободных ионов в раствор. Не подходит.

Шаг 4. Проверка выбранной пары.
Запишем молекулярное уравнение реакции между сульфатом магния и карбонатом натрия:
$MgSO_{4} + Na_{2}CO_{3} = MgCO_{3} \downarrow + Na_{2}SO_{4}$
Полное ионное уравнение:
$Mg^{2+} + SO_{4}^{2-} + 2Na^{+} + CO_{3}^{2-} = MgCO_{3} \downarrow + 2Na^{+} + SO_{4}^{2-}$
Сократив одинаковые ионы в левой и правой частях ($Na^{+}$ и $SO_{4}^{2-}$), получаем искомое сокращённое ионное уравнение:
$Mg^{2+} + CO_{3}^{2-} = MgCO_{3}$

Таким образом, верными ответами являются вещества под номерами 1 и 4.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ