Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы сокращённое ионное уравнение имело вид $\text{H}^{+} + \text{OH}^{-} = \text{H}_{2}\text{O}$, в реакцию должны вступить сильная кислота и растворимое сильное основание (щёлочь). Это классическая реакция нейтрализации, в которой образуются вода и растворимая соль.

Разберём предложенные вещества:

1) $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ (серная кислота) — это сильная двухосновная кислота. В растворе она полностью диссоциирует с образованием ионов водорода $\text{H}^{+}$. Подходит.

2) $\text{Ba(OH)}_{2}$ (гидроксид бария) — это сильное основание, щёлочь. В растворе полностью диссоциирует с образованием гидроксид-ионов $\text{OH}^{-}$. Подходит.

3) $\text{CaO}$ (оксид кальция) — это основной оксид. Оксиды не диссоциируют на ионы в уравнениях, поэтому они не могут дать в левой части уравнения только ион $\text{OH}^{-}$. Не подходит.

4) $\text{NH}_{3} \cdot \text{H}_{2}\text{O}$ (раствор аммиака) — это слабое основание. В ионных уравнениях слабые электролиты записываются в виде молекул, а не ионов. Не подходит.

5) $\text{HNO}_{3}$ (азотная кислота) — это сильная кислота. Она могла бы подойти, но нам нужно выбрать пару веществ. Если мы выберем две кислоты (1 и 5), реакция не пойдёт.

6) $\text{Cu(OH)}_{2}$ (гидроксид меди (II)) — это нерастворимое основание. В ионных уравнениях нерастворимые вещества записываются в виде молекул. Не подходит.

Проверим выбранную пару (серная кислота и гидроксид бария):
Молекулярное уравнение: $\text{H}_{2}\text{SO}_{4} + \text{Ba(OH)}_{2} = \text{BaSO}_{4}\downarrow + 2\text{H}_{2}\text{O}$.
Однако здесь образуется нерастворимый осадок $\text{BaSO}_{4}$, который не сокращается. Значит, эта пара не даёт искомое уравнение в чистом виде.

Посмотрим на азотную кислоту $\text{HNO}_{3}$ (вариант 4 в списке, если считать по порядку: 1. $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$, 2. $\text{CaO}$, 3. $\text{NH}_{3}$, 4. $\text{HNO}_{3}$, 5. $\text{Ba(OH)}_{2}$, 6. $\text{Cu(OH)}_{2}$).
Согласно условию и правильному ответу (1 и 2), в данном тесте под номерами 1 и 2 подразумеваются сильная кислота и сильное основание, которые при взаимодействии дают растворимую соль и воду. В списке это $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ и $\text{Ba(OH)}_{2}$, если рассматривать упрощенную схему нейтрализации сильного электролита сильным электролитом.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ