14. Реакции ионного обмена и условия их протекания: все задания

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Fe^{2+}$ и $CO_3^{2-}$.

1. $Fe(NO_3)_2$ — растворимая соль, даёт ионы $Fe^{2+}$:

$Fe(NO_3)_2 \rightarrow Fe^{2+} + 2NO_3^-$

5. $K_2CO_3$ — растворимая соль, даёт ионы $CO_3^{2-}$:

$K_2CO_3 \rightarrow 2K^+ + CO_3^{2-}$

$BaCO_3$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $CO_3^{2-}$ в нужном количестве.

Молекулярное уравнение:

$Fe(NO_3)_2 + K_2CO_3 \rightarrow FeCO_3 \downarrow + 2KNO_3$

Сокращённое ионное уравнение:

$Fe^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow FeCO_3 \downarrow$

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется малорастворимое вещество.

Ионы $SiO_3^{2-}$ и $H^+$ образуют кремниевую кислоту $H_2SiO_3$, которая выпадает в осадок:

$2H^+ + SiO_3^{2-} \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow$

Значит, подходят $SiO_3^{2-}$ и $H^+$.

Похожие варианты $Na^+$ и $K^+$ не подходят: их соли, например сульфаты, хлориды и силикаты, обычно растворимы, поэтому осадок не образуется.

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется малорастворимое вещество.

Ионы $Mg^{2+}$ и $F^-$ образуют малорастворимый фторид магния:

$Mg^{2+} + 2F^- \rightarrow MgF_2 \downarrow$

Значит, подходят: $Mg^{2+}$ и $F^-$.

Похожие варианты $SO_4^{2-}$ и $Cl^-$ не подходят: с ионами $Mg^{2+}$ они образуют растворимые соли $MgSO_4$ и $MgCl_2$.

Ион $NH_4^+$ тоже не подходит, так как соли аммония обычно хорошо растворимы.

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $S^{2-}$ и $H^+$.

$K_2S$ — растворимая соль, даёт ионы $S^{2-}$:
$K_2S \rightarrow 2K^+ + S^{2-}$

$HCl$ — сильная кислота, даёт ионы $H^+$:
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$

$CuS$ не подходит, потому что это нерастворимый сульфид. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $S^{2-}$.

$H_2CO_3$ и $HClO$ не подходят как источники $H^+$ в таком задании, потому что это слабые кислоты; для сокращённого ионного уравнения с $H^+$ обычно выбирают сильную кислоту, например $HCl$.

Молекулярное уравнение:

$K_2S + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2S \uparrow$

Сокращённое ионное уравнение:

$S^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2S \uparrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Fe^{3+}$ и $OH^-$.

$Fe_2(SO_4)_3$ — растворимая соль, даёт ионы $Fe^{3+}$:
$Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}$

$NaOH$ — растворимая щёлочь, даёт ионы $OH^-$:
$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$

$FePO_4$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $Fe^{3+}$.

$Fe(OH)_2$ не подходит, потому что содержит железо в степени окисления $+2$, а в сокращённом ионном уравнении нужен ион $Fe^{3+}$.

Молекулярное уравнение:

$Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na_2SO_4$

Сокращённое ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Mg^{2+}$ и $OH^-$.

$Mg(NO_3)_2$ — растворимая соль, даёт ионы $Mg^{2+}$:
$Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg^{2+} + 2NO_3^-$

$KOH$ — растворимая щёлочь, даёт ионы $OH^-$:
$KOH \rightarrow K^+ + OH^-$

$Mg_3(PO_4)_2$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. В растворе она практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $Mg^{2+}$.

$MgO$ не подходит, потому что это оксид, а не растворимая соль магния. Он не является источником свободных ионов $Mg^{2+}$ в растворе.

$NH_3$ — слабое основание, поэтому в таких заданиях его обычно не выбирают как прямой источник ионов $OH^-$. Для данного сокращённого ионного уравнения нужна растворимая щёлочь, например $KOH$.

Молекулярное уравнение:

$Mg(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2KNO_3$

Сокращённое ионное уравнение:

$Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Li^+$ и $PO_4^{3-}$.

$LiNO_3$ — растворимая соль, даёт ионы $Li^+$:
$LiNO_3 \rightarrow Li^+ + NO_3^-$

$Na_3PO_4$ — растворимая соль, даёт ионы $PO_4^{3-}$:
$Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-}$

$Li_2SiO_3$ не подходит, потому что хотя содержит ионы $Li^+$, но даёт силикат-ион $SiO_3^{2-}$, а нужен фосфат-ион $PO_4^{3-}$.

$H_3PO_4$ не подходит, потому что это слабая кислота и в растворе не даёт ионы $PO_4^{3-}$ в нужном количестве; для такого уравнения нужен растворимый фосфат, например $Na_3PO_4$.

$AlPO_4$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $PO_4^{3-}$.

Молекулярное уравнение:

$3LiNO_3 + Na_3PO_4 \rightarrow Li_3PO_4 \downarrow + 3NaNO_3$

Сокращённое ионное уравнение:

$3Li^+ + PO_4^{3-} \rightarrow Li_3PO_4 \downarrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Fe^{3+}$ и $OH^-$.

$Fe_2(SO_4)_3$ — растворимая соль, даёт ионы $Fe^{3+}$:
$Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}$

$LiOH$ — растворимая щёлочь, даёт ионы $OH^-$:
$LiOH \rightarrow Li^+ + OH^-$

$FeSO_4$ не подходит, потому что содержит ион $Fe^{2+}$, а в сокращённом ионном уравнении нужен ион $Fe^{3+}$.

$Mg(OH)_2$ не подходит, потому что это малорастворимое основание, оно не является хорошим источником ионов $OH^-$ в растворе.

Молекулярное уравнение:

$Fe_2(SO_4)_3 + 6LiOH \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 3Li_2SO_4$

Сокращённое ионное уравнение:

$Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Ba^{2+}$ и $PO_4^{3-}$.

$BaCl_2$ — растворимая соль, даёт ионы $Ba^{2+}$:
$BaCl_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2Cl^-$

$Na_3PO_4$ — растворимая соль, даёт ионы $PO_4^{3-}$:
$Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-}$

$BaO$ не подходит, потому что это оксид, а не растворимая соль бария. В растворе он реагирует с водой с образованием $Ba(OH)_2$, но напрямую как источник ионов $Ba^{2+}$ для такого сокращённого ионного уравнения обычно не выбирается.

$BaSO_4$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $Ba^{2+}$.

$H_3PO_4$ не подходит, потому что это слабая кислота и в растворе не даёт ионы $PO_4^{3-}$ в нужном количестве; для такого уравнения нужен растворимый фосфат, например $Na_3PO_4$.

Молекулярное уравнение:

$3BaCl_2 + 2Na_3PO_4 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 \downarrow + 6NaCl$

Сокращённое ионное уравнение:

$3Ba^{2+} + 2PO_4^{3-} \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 \downarrow$

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется газ.

Ионы $SO_3^{2-}$ и $H^+$ образуют сернистую кислоту, которая разлагается с выделением сернистого газа $SO_2$:

$SO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow SO_2 \uparrow + H_2O$

Значит, подходят $SO_3^{2-}$ и $H^+$.

Похожий вариант $SO_4^{2-}$ не подходит: с ионами $H^+$ газ не выделяется, образуется серная кислота. Ион $NO_3^-$ тоже не подходит: с $H^+$ образуется азотная кислота, газ не выделяется.

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $CO_3^{2-}$ и $H^+$.

$K_2CO_3$ — растворимая соль, даёт ионы $CO_3^{2-}$:
$K_2CO_3 \rightarrow 2K^+ + CO_3^{2-}$

$HCl$ — сильная кислота, даёт ионы $H^+$:
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$

$NaHCO_3$ не подходит, потому что даёт ион $HCO_3^-$, а не $CO_3^{2-}$. Для него сокращённое ионное уравнение было бы другим:
$HCO_3^- + H^+ \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$

$MgCO_3$ не подходит, потому что это малорастворимый карбонат. Он не является источником свободных ионов $CO_3^{2-}$ в растворе.

$HF$ и $HNO_2$ не подходят, потому что это слабые кислоты; в таких заданиях для ионов $H^+$ выбирают сильную кислоту, например $HCl$.

Молекулярное уравнение:

$K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сокращённое ионное уравнение:

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Ca^{2+}$ и $CO_3^{2-}$.

$Ca(NO_3)_2$ — растворимая соль, даёт ионы $Ca^{2+}$:
$Ca(NO_3)_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2NO_3^-$

$K_2CO_3$ — растворимая соль, даёт ионы $CO_3^{2-}$:
$K_2CO_3 \rightarrow 2K^+ + CO_3^{2-}$

$CaCO_3$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. Она сама является осадком и в растворе практически не диссоциирует.

$CaO$ не подходит, потому что это оксид, а не растворимая соль кальция; он не является прямым источником ионов $Ca^{2+}$ для данного сокращённого ионного уравнения.

$H_2CO_3$ и $CO_2$ не подходят, потому что не дают в растворе ионы $CO_3^{2-}$ в нужном количестве. Для этого нужен растворимый карбонат, например $K_2CO_3$.

Молекулярное уравнение:

$Ca(NO_3)_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2KNO_3$

Сокращённое ионное уравнение:

$Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow$

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется малорастворимое вещество.

Ионы $Mg^{2+}$ и $OH^-$ образуют малорастворимый гидроксид магния:

$Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow$

Значит, подходят $Mg^{2+}$ и $OH^-$.

Похожий вариант $Ba^{2+}$ и $OH^-$ не подходит, потому что $Ba(OH)_2$ — растворимое основание, осадок не образуется.

Ионы $NH_4^+$ и $NO_3^-$ не подходят: соли аммония и нитраты растворимы.

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется малорастворимое вещество.

Ионы $H^+$ и $SiO_3^{2-}$ образуют кремниевую кислоту, которая выпадает в осадок:

$2H^+ + SiO_3^{2-} \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow$

Значит, подходят $H^+$ и $SiO_3^{2-}$.

Похожие варианты $Na^+$ и $K^+$ не подходят, потому что соли натрия и калия обычно растворимы.

Ион $SO_4^{2-}$ не подходит, так как в списке нет катиона, с которым он образовал бы осадок, например $Ba^{2+}$.

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Sr^{2+}$ и $CO_3^{2-}$.

$Sr(NO_3)_2$ — растворимая соль, даёт ионы $Sr^{2+}$:
$Sr(NO_3)_2 \rightarrow Sr^{2+} + 2NO_3^-$

$K_2CO_3$ — растворимая соль, даёт ионы $CO_3^{2-}$:
$K_2CO_3 \rightarrow 2K^+ + CO_3^{2-}$

$SrSO_4$ не подходит, потому что это малорастворимая соль. В растворе она практически не даёт свободные ионы $Sr^{2+}$ в нужном количестве.

$CaCO_3$ не подходит, потому что содержит карбонат-ион, но это нерастворимая соль и к тому же содержит катион $Ca^{2+}$, а нужен $Sr^{2+}$.

$Sr$ и $SrO$ не подходят: это не растворимые соли стронция, которые напрямую дают ионы $Sr^{2+}$ в растворе для данного сокращённого ионного уравнения.

Молекулярное уравнение:

$Sr(NO_3)_2 + K_2CO_3 \rightarrow SrCO_3 \downarrow + 2KNO_3$

Сокращённое ионное уравнение:

$Sr^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow SrCO_3 \downarrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $S^{2-}$ и $H^+$.

$Na_2S$ — растворимая соль, даёт ионы $S^{2-}$:
$Na_2S \rightarrow 2Na^+ + S^{2-}$

$HBr$ — сильная кислота, даёт ионы $H^+$:
$HBr \rightarrow H^+ + Br^-$

$FeS$ не подходит, потому что это нерастворимый сульфид. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $S^{2-}$.

$Al_2S_3$ тоже не выбираем как источник ионов $S^{2-}$ в растворе: это не растворимая соль, к тому же сульфид алюминия гидролизуется водой.

$H_2CO_3$ и $HNO_2$ не подходят, потому что это слабые кислоты; для такого сокращённого ионного уравнения нужен источник ионов $H^+$ — сильная кислота, например $HBr$.

Молекулярное уравнение:

$Na_2S + 2HBr \rightarrow 2NaBr + H_2S \uparrow$

Сокращённое ионное уравнение:

$S^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2S \uparrow$

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Cu^{2+}$ и $S^{2-}$.

$CuCl_2$ — растворимая соль, даёт ионы $Cu^{2+}$:
$CuCl_2 \rightarrow Cu^{2+} + 2Cl^-$

$(NH_4)_2S$ — растворимая соль, даёт ионы $S^{2-}$:
$(NH_4)_2S \rightarrow 2NH_4^+ + S^{2-}$

$CuCO_3$ не подходит, потому что это нерастворимая соль. В растворе он практически не диссоциирует и не даёт свободные ионы $Cu^{2+}$.

$CuO$ не подходит, потому что это оксид, а не растворимая соль меди(II). Он не является прямым источником ионов $Cu^{2+}$ в растворе.

$H_2S$ не подходит, потому что это слабая кислота; в таких заданиях для иона $S^{2-}$ выбирают растворимый сульфид, например $(NH_4)_2S$.

$S$ не подходит, потому что это простое вещество, оно не даёт ионы $S^{2-}$ в растворе.

Молекулярное уравнение:

$CuCl_2 + (NH_4)_2S \rightarrow CuS \downarrow + 2NH_4Cl$

Сокращённое ионное уравнение:

$Cu^{2+} + S^{2-} \rightarrow CuS \downarrow$

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется газ.

Ионы $CO_3^{2-}$ и $H^+$ образуют угольную кислоту, которая разлагается с выделением углекислого газа:

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2CO_3$
$H_2CO_3 \rightarrow CO_2 \uparrow + H_2O$

Суммарно:

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow CO_2 \uparrow + H_2O$

Значит, подходят $CO_3^{2-}$ и $H^+$.

Похожие варианты $NO_3^-$ и $H^+$ не подходят: образуется азотная кислота, газ не выделяется.

Ионы $Cu^{2+}$ и $OH^-$ тоже не подходят для выделения газа: при их взаимодействии образуется осадок $Cu(OH)_2$.

Нужно выбрать вещества, которые в растворе дают ионы $Mg^{2+}$ и $OH^-$.

$MgSO_4$ — растворимая соль, даёт ионы $Mg^{2+}$:
$MgSO_4 \rightarrow Mg^{2+} + SO_4^{2-}$

$NaOH$ — растворимая щёлочь, даёт ионы $OH^-$:
$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$

$Ba(OH)_2$ похож на правильный вариант, потому что тоже даёт ионы $OH^-$. Но если взять $MgSO_4$ и $Ba(OH)_2$, дополнительно образуется осадок $BaSO_4$, поэтому сокращённое ионное уравнение будет не только про $Mg(OH)_2$.

$MgO$ не подходит, потому что это оксид, а не растворимая соль магния, которая сразу даёт ионы $Mg^{2+}$ в растворе.

$MgF_2$ не подходит, потому что это малорастворимая соль и не является хорошим источником свободных ионов $Mg^{2+}$.

Молекулярное уравнение:

$MgSO_4 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Сокращённое ионное уравнение:

$Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow$

Нужно выбрать пару ионов, при взаимодействии которых образуется малорастворимое вещество.

Ионы $Zn^{2+}$ и $S^{2-}$ образуют осадок сульфида цинка:

$Zn^{2+} + S^{2-} \rightarrow ZnS \downarrow$

Значит, подходят $Zn^{2+}$ и $S^{2-}$

Похожий вариант $SO_4^{2-}$ не подходит: $ZnSO_4$ растворим, поэтому осадок не образуется.

Ионы $NH_4^+$, $Li^+$ и $NO_3^-$ также не подходят: соли аммония, лития и нитраты обычно растворимы.