Задание №11 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для решения задачи вспомним определение реакции обмена. Реакция обмена — это химическая реакция между двумя сложными веществами, в ходе которой они обмениваются своими составными частями. Чаще всего такие реакции протекают в растворах электролитов.

Разберём каждую пару веществ из предложенного списка:

1) Водород и оксид железа(III).
Водород $H_{2}$ — это простое вещество, а оксид железа(III) $Fe_{2}O_{3}$ — сложное. При их взаимодействии происходит реакция замещения: водород вытесняет железо из оксида. Образуются железо и вода. Это не реакция обмена.

2) Гидроксид кальция и нитрат меди(II).
Оба вещества являются сложными: основание $Ca(OH)_{2}$ и соль $Cu(NO_{3})_{2}$. При их взаимодействии ионы кальция и меди меняются местами. Образуются нерастворимый гидроксид меди(II) и растворимый нитрат кальция:
$Ca(OH)_{2} + Cu(NO_{3})_{2} \rightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow + Ca(NO_{3})_{2}$.
Это классическая реакция обмена, так как выпадение осадка является признаком её протекания.

3) Гидроксид бария и азотная кислота.
Здесь взаимодействуют основание $Ba(OH)_{2}$ и кислота $HNO_{3}$. Это реакция нейтрализации, которая относится к реакциям обмена. Ионы бария и водорода меняются местами, в результате чего образуются соль и вода:
$Ba(OH)_{2} + 2HNO_{3} \rightarrow Ba(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O$.

4) Алюминий и гидроксид натрия.
Алюминий $Al$ — простое вещество (металл), гидроксид натрия $NaOH$ — сложное вещество (щелочь). Взаимодействие металла со щелочью в водном растворе сопровождается выделением водорода и образованием комплексной соли. Это окислительно-восстановительная реакция, а не обмен.

5) Аммиак и азотная кислота.
При взаимодействии аммиака $NH_{3}$ с азотной кислотой $HNO_{3}$ происходит реакция соединения. Молекула аммиака присоединяет протон кислоты, образуя ион аммония. В итоге получается одна соль — нитрат аммония:
$NH_{3} + HNO_{3} \rightarrow NH_{4}NO_{3}$.
Это реакция соединения, а не обмена.

Таким образом, реакциями обмена являются пары под номерами 2 и 3.

Ответ: 23

Источник: ФИПИ