Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы составить сокращённое ионное уравнение, необходимо понимать, что в него записываются только те ионы, которые непосредственно участвуют в образовании осадка, газа или слабого электролита (например, воды). В данном случае мы видим образование осадка фосфата бария: $3\text{Ba}^{2+} + 2\text{PO}_4^{3-} = \text{Ba}_3(\text{PO}_4)_2$.

Чтобы в растворе появились свободные ионы $\text{Ba}^{2+}$ и $\text{PO}_4^{3-}$, исходные вещества должны быть сильными электролитами, то есть хорошо растворимыми в воде солями или основаниями/кислотами.

Разберём предложенные варианты веществ:

1) $\text{BaO}$ (оксид бария) — это основной оксид. При взаимодействии с водой или кислотами он реагирует, но в ионных уравнениях оксиды записываются в молекулярном виде, а не в виде свободных ионов.

2) $\text{Ba}$ (барий) — это простой металл. Металлы не диссоциируют на ионы в исходном состоянии, они записываются в молекулярном виде.

3) $\text{BaCl}_2$ (хлорид бария) — это растворимая соль. В водном растворе она полностью диссоциирует на ионы: $\text{BaCl}_2 \rightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{Cl}^-$. Это вещество подходит как источник ионов $\text{Ba}^{2+}$.

4) $\text{H}_3\text{PO}_4$ (фосфорная кислота) — это слабая кислота. В ионных уравнениях слабые электролиты принято записывать в молекулярном виде, так как они диссоциируют лишь частично. Она не даст в достаточном количестве свободные ионы $\text{PO}_4^{3-}$ для такого сокращённого уравнения.

5) $\text{BaSO}_4$ (сульфат бария) — это нерастворимая соль (осадок). Нерастворимые вещества не могут быть источником свободных ионов в растворе для обмена.

6) $\text{Na}_3\text{PO}_4$ (фосфат натрия) — это растворимая соль. В водном растворе она полностью диссоциирует на ионы: $\text{Na}_3\text{PO}_4 \rightarrow 3\text{Na}^+ + \text{PO}_4^{3-}$. Это вещество подходит как источник ионов $\text{PO}_4^{3-}$.

Таким образом, при взаимодействии хлорида бария и фосфата натрия протекает реакция:
$3\text{BaCl}_2 + 2\text{Na}_3\text{PO}_4 = \text{Ba}_3(\text{PO}_4)_2 \downarrow + 6\text{NaCl}$
Полное ионное уравнение:
$3\text{Ba}^{2+} + 6\text{Cl}^- + 6\text{Na}^+ + 2\text{PO}_4^{3-} = \text{Ba}_3(\text{PO}_4)_2 \downarrow + 6\text{Na}^+ + 6\text{Cl}^-$
После сокращения одинаковых ионов ($\text{Na}^+$ и $\text{Cl}^-$) получаем искомое уравнение:
$3\text{Ba}^{2+} + 2\text{PO}_4^{3-} = \text{Ba}_3(\text{PO}_4)_2$

Ответ: 36

Источник: ФИПИ