Задание №11 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для выполнения задания необходимо вспомнить определение реакции замещения. Реакция замещения — это химическая реакция, в которой атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. В результате образуются новое простое и новое сложное вещества.

Разберём предложенные пары веществ:

1) Железо и водяной пар. Железо $(Fe)$ — простое вещество, вода $(H_{2}O)$ — сложное. При высокой температуре железо вытесняет водород из воды, образуя железную окалину и газ водород: $3Fe + 4H_{2}O \xrightarrow{t} Fe_{3}O_{4} + 4H_{2} \uparrow$. Это классическая реакция замещения. Вариант подходит.

2) Гидроксид натрия и углекислый газ. Это взаимодействие между щелочью и кислотным оксидом: $2NaOH + CO_{2} \rightarrow Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$. Данный процесс относится к реакциям соединения (или обмена в широком смысле), но не является замещением, так как в реакцию вступают два сложных вещества и не образуется простого вещества. Вариант не подходит.

3) Хлор и бромид калия. Хлор $(Cl_{2})$ — более активный галоген (простое вещество), он вытесняет менее активный бром из его соли $(KBr)$: $Cl_{2} + 2KBr \rightarrow 2KCl + Br_{2}$. В результате образуются новое сложное вещество (хлорид калия) и новое простое вещество (бром). Это реакция замещения. Вариант подходит.

4) Гидроксид натрия и хлорид меди(II). Это взаимодействие двух сложных веществ (щелочи и соли) в растворе: $2NaOH + CuCl_{2} \rightarrow Cu(OH)_{2} \downarrow + 2NaCl$. Происходит обмен составными частями (ионами), это реакция ионного обмена. Вариант не подходит.

5) Хлороводород и оксид натрия. Взаимодействие кислоты и основного оксида: $2HCl + Na_{2}O \rightarrow 2NaCl + H_{2}O$. Это также реакция обмена, так как реагируют два сложных вещества с образованием двух новых сложных веществ. Вариант не подходит.

Таким образом, реакциями замещения являются процессы под номерами 1 и 3.

Ответ: 13

Источник: ФИПИ