Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы правильно выбрать исходные вещества, соответствующие сокращённому ионному уравнению $\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} = \text{BaSO}_4$, нужно проанализировать предложенный список веществ с точки зрения их растворимости и способности диссоциировать на ионы.

Шаг 1. Анализ левой части уравнения.
В левой части уравнения мы видим свободные ионы: катион бария $\text{Ba}^{2+}$ и сульфат-анион $\text{SO}_4^{2-}$. Это означает, что оба исходных вещества должны быть растворимыми сильными электролитами (солями или основаниями/кислотами), которые в водном растворе полностью распадаются на ионы.

Шаг 2. Выбор источника ионов бария $\text{Ba}^{2+}$.
Рассмотрим вещества, содержащие барий:
1) $\text{Ba(OH)}_2$ — растворимое основание (щёлочь). Подходит по растворимости, но давайте проверим второе вещество.
2) $\text{BaO}$ — оксид бария. Оксиды являются неэлектролитами и не записываются в виде ионов в полных ионных уравнениях. Не подходит.
3) $\text{BaBr}_2$ — бромид бария. Согласно таблице растворимости, это растворимая соль. Она полностью диссоциирует: $\text{BaBr}_2 = \text{Ba}^{2+} + 2\text{Br}^-$. Это отличный кандидат.

Шаг 3. Выбор источника сульфат-ионов $\text{SO}_4^{2-}$.
Рассмотрим вещества, содержащие серу:
4) $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_3$ — сульфит аммония. Содержит сульфит-ион $\text{SO}_3^{2-}$, а нам нужен сульфат $\text{SO}_4^{2-}$. Не подходит.
5) $\text{H}_2\text{SO}_4$ — серная кислота. Это сильная растворимая кислота, которая полностью диссоциирует: $\text{H}_2\text{SO}_4 = 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-}$. Подходит.
6) $\text{Na}_2\text{SO}_3$ — сульфит натрия. Также содержит сульфит-ион. Не подходит.

Шаг 4. Проверка выбранной пары (3 и 5).
Запишем молекулярное уравнение реакции между бромидом бария и серной кислотой:
$\text{BaBr}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 = \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{HBr}$
Запишем полное ионное уравнение:
$\text{Ba}^{2+} + 2\text{Br}^- + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} = \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{H}^+ + 2\text{Br}^-$
Сократим одинаковые ионы в левой и правой частях ($2\text{H}^+$ и $2\text{Br}^-$):
$\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} = \text{BaSO}_4$
Полученное уравнение полностью совпадает с условием задачи.

Примечание: Пара веществ 1 ($\text{Ba(OH)}_2$) и 5 ($\text{H}_2\text{SO}_4$) не подходит идеально, так как при их взаимодействии помимо осадка образуется малодиссоциирующее вещество — вода ($\text{H}_2\text{O}$), которая должна быть отражена в сокращённом ионном уравнении.

Ответ: 3, 5

Источник: ФИПИ