Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы выбрать правильные исходные вещества, проанализируем сокращённое ионное уравнение: $Mg^{2+} + 2OH^{-} = Mg(OH)_{2}$.
Это уравнение показывает, что в реакцию вступают растворимый ион магния и растворимый гидроксид-ион, в результате чего образуется нерастворимый осадок гидроксида магния.

Шаг 1. Выбор источника ионов $Mg^{2+}$.
Чтобы в растворе присутствовали свободные ионы $Mg^{2+}$, исходное вещество должно быть растворимой солью магния. Рассмотрим предложенные варианты:
1) $MgSO_{4}$ (сульфат магния) — это растворимая соль (согласно таблице растворимости). Она диссоциирует на ионы: $MgSO_{4} \rightarrow Mg^{2+} + SO_{4}^{2-}$. Подходит.
2) $MgO$ (оксид магния) — это основной оксид, он не является солью и не диссоциирует на ионы в воде. Не подходит.
4) $MgF_{2}$ (фторид магния) — согласно таблице растворимости, это малорастворимое/нерастворимое вещество. Оно не даст достаточной концентрации ионов в растворе для записи их в виде ионов в полном уравнении. Не подходит.

Шаг 2. Выбор источника ионов $OH^{-}$.
Чтобы в растворе присутствовали свободные гидроксид-ионы, исходное вещество должно быть щёлочью (растворимым основанием). Рассмотрим варианты:
3) $Ba(OH)_{2}$ (гидроксид бария) — это сильное основание (щёлочь). Однако при взаимодействии с $MgSO_{4}$ (выбранным в первом шаге) ионы бария $Ba^{2+}$ встретятся с сульфат-ионами $SO_{4}^{2-}$, что приведёт к выпадению второго осадка — $BaSO_{4}$. В этом случае сокращённое уравнение будет выглядеть иначе. Поэтому этот вариант нам не подходит в паре с сульфатом.
5) $NaOH$ (гидроксид натрия) — это типичная щёлочь, хорошо растворимая в воде. Она полностью диссоциирует: $NaOH \rightarrow Na^{+} + OH^{-}$. При реакции с $MgSO_{4}$ ионы натрия и сульфат-ионы останутся в растворе, и сокращённое уравнение будет в точности соответствовать заданному. Подходит.
6) $Al(OH)_{3}$ (гидроксид алюминия) — это нерастворимое основание. Оно не диссоциирует на ионы $OH^{-}$. Не подходит.

Шаг 3. Проверка выбранной пары.
Запишем молекулярное уравнение для веществ № 1 и № 5:
$MgSO_{4} + 2NaOH = Mg(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
Полное ионное уравнение:
$Mg^{2+} + SO_{4}^{2-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} = Mg(OH)_{2}\downarrow + 2Na^{+} + SO_{4}^{2-}$
Сокращаем одинаковые ионы ($Na^{+}$ и $SO_{4}^{2-}$) и получаем:
$Mg^{2+} + 2OH^{-} = Mg(OH)_{2}$

Таким образом, верными ответами являются сульфат магния (1) и гидроксид натрия (5).

Ответ: 15

Источник: ФИПИ