Задание №14 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы выбрать правильные исходные вещества, проанализируем сокращённое ионное уравнение: $\text{Fe}^{2+} + \text{CO}_3^{2-} = \text{FeCO}_3$.
Это уравнение показывает, что в реакцию вступают свободные ионы железа(II) и карбонат-ионы, в результате чего образуется нерастворимый осадок карбоната железа(II).

Шаг 1. Выбор источника ионов $\text{Fe}^{2+}$.
Чтобы в растворе присутствовали ионы $\text{Fe}^{2+}$, исходное вещество должно быть растворимой солью железа в степени окисления $+2$.
1) $\text{Fe(NO}_3)_2$ — нитрат железа(II). Это растворимая соль, которая диссоциирует на ионы: $\text{Fe(NO}_3)_2 \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2\text{NO}_3^{-}$. Подходит.
4) $\text{FeCl}_3$ — хлорид железа(III). Здесь железо находится в степени окисления $+3$, что не соответствует уравнению. Не подходит.
6) $\text{Fe}$ — металлическое железо. Это простое вещество, оно не является ионом в растворе. Не подходит.

Шаг 2. Выбор источника ионов $\text{CO}_3^{2-}$.
Чтобы в растворе присутствовали карбонат-ионы, исходное вещество должно быть растворимой солью угольной кислоты (карбонатом).
2) $\text{CO}_2$ — углекислый газ. Это оксид, он не диссоциирует с образованием ионов $\text{CO}_3^{2-}$ в значительной степени без участия щелочи. Не подходит.
3) $\text{BaCO}_3$ — карбонат бария. Это нерастворимая соль (осадок). Нерастворимые вещества в ионных уравнениях записываются в виде молекул и не дают свободных ионов в раствор. Не подходит.
5) $\text{K}_2\text{CO}_3$ — карбонат калия. Это растворимая соль, которая диссоциирует на ионы: $\text{K}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2\text{K}^{+} + \text{CO}_3^{2-}$. Подходит.

Шаг 3. Проверка выбранной пары.
Запишем молекулярное уравнение реакции между нитратом железа(II) и карбонатом калия:
$\text{Fe(NO}_3)_2 + \text{K}_2\text{CO}_3 = \text{FeCO}_3 \downarrow + 2\text{KNO}_3$
Полное ионное уравнение:
$\text{Fe}^{2+} + 2\text{NO}_3^{-} + 2\text{K}^{+} + \text{CO}_3^{2-} = \text{FeCO}_3 \downarrow + 2\text{K}^{+} + 2\text{NO}_3^{-}$
Сократив одинаковые ионы в левой и правой частях ($\text{K}^{+}$ и $\text{NO}_3^{-}$), получаем искомое сокращённое ионное уравнение:
$\text{Fe}^{2+} + \text{CO}_3^{2-} = \text{FeCO}_3$

Таким образом, подходящими веществами являются нитрат железа(II) (1) и карбонат калия (5).

Ответ: 15

Источник: ФИПИ