Задание №11 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для решения задачи необходимо вспомнить определение реакции обмена и химические свойства соляной кислоты $HCl$. Реакция обмена — это взаимодействие между двумя сложными веществами, при котором они обмениваются своими составными частями. Такие реакции протекают до конца, если образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода).

Разберём каждое из предложенных веществ:

1) Медь ($Cu$). Это простое вещество. Реакции обмена протекают между сложными веществами. Кроме того, медь стоит в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода, поэтому она не вытесняет водород из соляной кислоты и не вступает с ней в реакцию замещения. Данный вариант не подходит.

2) Железо ($Fe$). Это простое вещество. При взаимодействии железа с соляной кислотой происходит реакция замещения: $Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2} \uparrow$. Это не реакция обмена. Данный вариант не подходит.

3) Аммиак ($NH_{3}$). Аммиак реагирует с соляной кислотой с образованием соли: $NH_{3} + HCl = NH_{4}Cl$. Это реакция соединения, а не обмена. Данный вариант не подходит.

4) Карбонат магния ($MgCO_{3}$). Это сложное вещество (соль). При взаимодействии с соляной кислотой происходит обмен ионами:
$MgCO_{3} + 2HCl = MgCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow$.
В ходе реакции образуется угольная кислота, которая тут же разлагается на воду и углекислый газ. Условие протекания реакции обмена (выделение газа) соблюдено. Вариант подходит.

5) Гидроксид калия ($KOH$). Это сложное вещество (основание). Реакция между основанием и кислотой (реакция нейтрализации) является классическим примером реакции обмена:
$KOH + HCl = KCl + H_{2}O$.
В ходе реакции образуется вода (малодиссоциирующее вещество), что обеспечивает протекание реакции до конца. Вариант подходит.

Таким образом, в реакцию обмена с соляной кислотой вступают карбонат магния и гидроксид калия.

Ответ: 45

Источник: ФИПИ