Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы выбрать правильные реагенты, проанализируем данное сокращённое ионное уравнение: $3\text{Li}^{+} + \text{PO}_{4}^{3-} = \text{Li}_{3}\text{PO}_{4}$.
Это уравнение показывает, что в реакцию вступают свободные ионы лития и свободные фосфат-ионы, в результате чего образуется нерастворимый осадок — фосфат лития.

Шаг 1. Анализ источника ионов лития $\text{Li}^{+}$.
Ионы в растворе могут давать только растворимые соли, щёлочи или кислоты (сильные электролиты).
1) Литий — это металл. В ионных уравнениях простые вещества записываются в молекулярном виде, а не в виде ионов.
2) Оксид лития — это основный оксид. Оксиды не диссоциируют на ионы в растворе и записываются в виде молекул.
3) Сульфат лития ($\text{Li}_{2}\text{SO}_{4}$) — это растворимая соль. В водном растворе она полностью распадается на ионы: $\text{Li}_{2}\text{SO}_{4} \rightarrow 2\text{Li}^{+} + \text{SO}_{4}^{2-}$. Это подходящий источник ионов лития.

Шаг 2. Анализ источника фосфат-ионов $\text{PO}_{4}^{3-}$.
Нам нужно растворимое вещество, содержащее фосфат-группу.
4) Фосфат кальция ($\text{Ca}_{3}(\text{PO}_{4})_{2}$) — это нерастворимая соль (осадок). Она не распадается на ионы в растворе, поэтому не может быть источником свободных фосфат-ионов.
5) Оксид фосфора(V) ($\text{P}_{2}\text{O}_{5}$) — это кислотный оксид. В уравнениях записывается в молекулярном виде.
6) Фосфат калия ($\text{K}_{3}\text{PO}_{4}$) — это растворимая соль. В водном растворе она полностью диссоциирует: $\text{K}_{3}\text{PO}_{4} \rightarrow 3\text{K}^{+} + \text{PO}_{4}^{3-}$. Это подходящий источник фосфат-ионов.

Шаг 3. Проверка выбранной пары веществ.
Запишем молекулярное уравнение реакции между сульфатом лития и фосфатом калия:
$3\text{Li}_{2}\text{SO}_{4} + 2\text{K}_{3}\text{PO}_{4} = 2\text{Li}_{3}\text{PO}_{4}\downarrow + 3\text{K}_{2}\text{SO}_{4}$
Полное ионное уравнение:
$6\text{Li}^{+} + 3\text{SO}_{4}^{2-} + 6\text{K}^{+} + 2\text{PO}_{4}^{3-} = 2\text{Li}_{3}\text{PO}_{4}\downarrow + 6\text{K}^{+} + 3\text{SO}_{4}^{2-}$
Сократив одинаковые ионы ($6\text{K}^{+}$ и $3\text{SO}_{4}^{2-}$) и разделив коэффициенты на 2, получаем искомое сокращённое ионное уравнение:
$3\text{Li}^{+} + \text{PO}_{4}^{3-} = \text{Li}_{3}\text{PO}_{4}$

Таким образом, нам подходят вещества под номерами 3 и 6.

Ответ: 36

Источник: ФИПИ