Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы правильно выбрать исходные вещества, проанализируем сокращённое ионное уравнение: $\text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ = \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$.

1. Анализ иона $\text{CO}_3^{2-}$:
В сокращённом ионном уравнении этот ион записан в свободном виде. Это означает, что исходное вещество, содержащее карбонат-анион, должно быть растворимой солью (сильным электролитом).
Рассмотрим предложенные варианты:
— $\text{CaCO}_3$ (вариант 1) — нерастворимая соль (мел), в ионных уравнениях записывается в виде молекулы. Не подходит.
— $\text{NaHCO}_3$ (вариант 2) — это гидрокарбонат. При диссоциации он дает ион $\text{HCO}_3^-$, а не $\text{CO}_3^{2-}$. Не подходит.
— $\text{BaCO}_3$ (вариант 3) — нерастворимая соль. Не подходит.
— $\text{K}_2\text{CO}_3$ (вариант 4) — растворимая соль. При диссоциации в воде она полностью распадается на ионы: $\text{K}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2\text{K}^+ + \text{CO}_3^{2-}$. Это вещество нам подходит.

2. Анализ иона $\text{H}^+$:
Наличие иона $\text{H}^+$ в левой части уравнения говорит о том, что вторым реагентом должна быть сильная, растворимая кислота.
Рассмотрим оставшиеся варианты:
— $\text{HNO}_3$ (вариант 5) — азотная кислота, является сильным электролитом и полностью диссоциирует: $\text{HNO}_3 \rightarrow \text{H}^+ + \text{NO}_3^-$. Это вещество нам подходит.
— $\text{H}_2\text{SiO}_3$ (вариант 6) — кремниевая кислота, она нерастворима в воде и является очень слабым электролитом, поэтому в ионных уравнениях записывается в молекулярном виде. Не подходит.

3. Проверка:
Запишем полное молекулярное уравнение для выбранных веществ (4 и 5):
$\text{K}_2\text{CO}_3 + 2\text{HNO}_3 = 2\text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$
Запишем полное ионное уравнение:
$2\text{K}^+ + \text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ + 2\text{NO}_3^- = 2\text{K}^+ + 2\text{NO}_3^- + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$
Сократим одинаковые ионы ($2\text{K}^+$ и $2\text{NO}_3^-$) в обеих частях уравнения. Получаем искомое сокращённое ионное уравнение:
$\text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ = \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$

Ответ: 45

Источник: ФИПИ