Звоните: +7 903 280-81-91
(Глеб Валентинович)

ЕГЭ по математике ЕГЭ по химии ОГЭ по математике ОГЭ по химии Высшая математика Химия студентам Математика Математика. Тесты
На главную Обо мне. Отзывы Контакты Условия и цены Вопрос - ответ Карта сайта Химия. Справочник Химия. Тесты


Главная > Все статьи > Ионные уравнения (здача 31). Часть II


Ионные уравнения. Как решать задачу 31 на ЕГЭ по химии. Часть II

Переходим от полного ионного уравнения к краткому

← Начало статьи

Пора двигаться дальше. Как мы уже знаем, полное ионное уравнение нуждается в "чистке". Необходимо удалить те частицы, которые присутствуют и в правой, и в левой частях уравнения. Эти частицы иногда называют "ионами-наблюдателями"; они не принимают участия в реакции.

В принципе, ничего сложного в этой части нет. Нужно лишь быть внимательным и осознавать, что в некоторых случаях полное и краткое уравнения могут совпадать (подробнее - см. пример 9).


Пример 5. Составьте полное и краткое ионные уравнения, описывающие взаимодействие кремниевой кислоты и гидроксида калия в водном растворе.

Решение. Начнем, естественно, с молекулярного уравнения:

H2SiO3 + 2KOH = K2SiO3 + 2H2O.

Кремниевая кислота - один из редких примеров нерастворимых кислот; записываем в молекулярной форме. KOH и K2SiO3 пишем в ионной форме. H2O, естественно, записываем в молекулярной форме:

H2SiO3 + 2K+ + 2OH- = 2K+ + SiO32- + 2H2O.

Видим, что ионы калия не изменяются в ходе реакции. Данные частицы не принимают участия в процессе, мы должны убрать их из уравнения. Получаем искомое краткое ионное уравнение:

H2SiO3 + 2OH- = SiO32- + 2H2O.

Как видите, процесс сводится к взаимодействию кремниевой кислоты с ионами OH-. Ионы калия в данном случае не играют никакой роли: мы могли заменить КОН гидроксидом натрия или гидроксидом цезия, при этом в реакционной колбе протекал бы тот же самый процесс.




Пример 6. Оксид меди (II) растворили в серной кислоте. Напишите полное и краткое ионные уравнения данной реакции.

Решение. Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды:

H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O.

Соответствующие ионные уравнения приведены ниже. Думаю, комментировать что-либо в данном случае излишне.

2H+ + SO42- + CuO = Cu2+ + SO42- + H2O

2H+ + CuO = Cu2+ + H2O




Пример 7. C помощью ионных уравнений опишите взаимодействие цинка с соляной кислотой.

Решение. Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, реагируют с кислотами с выделением водорода (специфические свойства кислот-окислителей мы сейчас не обсуждаем):

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑.

Полное ионное уравнение записывается без труда:

Zn + 2H+ + 2Cl- = Zn2+ + 2Cl- + H2↑.

К сожалению, при переходе к краткому уравнению в заданиях такого типа школьники часто делают ошибки. Например, убирают цинк из двух частей уравнения. Это грубая ошибка! В левой части присутствует простое вещество, незаряженные атомы цинка. В правой части мы видим ионы цинка. Это совершенно разные объекты! Попадаются и еще более фантастические варианты. Например, в левой части зачеркиваются ионы H+, а в правой - молекулы H2. Мотивируют это тем, что и то, и другое является водородом. Но тогда, следуя этой логике, можно, например, считать, что H2, HCOH и CH4 - это "одно и тоже", т. к. во всех этих веществах содержится водород. Видите, до какого абсурда можно дойти!

Естественно, в данном примере мы можем (и должны!) стереть только ионы хлора. Получаем окончательный ответ:

Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑.

В отличие от всех разобранных выше примеров, данная реакция является окислительно-восстановительной (в ходе данного процесса происходит изменение степеней окисления). Для нас, однако, это совершенно непринципиально: общий алгоритм написания ионных уравнений продолжает работать и здесь.



Пример 8. Медь поместили в водный раствор нитрата серебра. Опишите происходящие в растворе процессы.

Решение. Более активные металлы (стоящие левее в ряду напряжений) вытесняют менее активные из растворов их солей. Медь находится в ряду напряжений левее серебра, следовательно, вытесняет Ag из раствора соли:

Сu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓.

Полное и краткое ионные уравнения приведены ниже:

Cu0 + 2Ag+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO3- + 2Ag↓0,

Cu0 + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag↓0.

Дабы уберечь вас от соблазна считать, что Сu2+ и Cu (или Ag+ и Ag) - это "одно и то же", я снабдил нейтральные атомы нулевыми зарядами. Естественно, ионами-наблюдателями являются ионы NO3- (и только они!).



Пример 9. Напишите ионные уравнения, описывающие взаимодействие водных растворов гидроксида бария и серной кислоты.

Решение. Речь идет о хорошо знакомой всем реакции нейтрализации, молекулярное уравнение записывается без труда:

Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O.

Полное ионное уравнение:

Ba2+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = BaSO4↓ + 2H2O.

Пришло время составлять краткое уравнение, и тут выясняется интересная деталь: сокращать, собственно, нечего. Мы не наблюдаем одинаковых частиц в правой и левой частях уравнения. Что делать? Искать ошибку? Да нет, никакой ошибки здесь нет. Встретившаяся нам ситуация нетипична, но вполне допустима. Здесь нет ионов-наблюдателей; все частицы участвуют в реакции: при соединении ионов бария и сульфат-аниона образуется осадок сульфата бария, а при взаимодействии ионов H+ и OH- - слабый электролит (вода).

"Но, позвольте!" - воскликните вы. - "Как же нам составлять краткое ионное уравнение?"

Никак! Вы можете сказать, что краткое уравнение совпадает с полным, вы можете еще раз переписать предыдущее уравнение, но смысл реакции от этого не изменится. Будем надеяться, что составители вариантов ЕГЭ избавят вас от подобных "скользких" вопросов, но, в принципе, вы должны быть готовы к любому варианту развития событий.



Пора начинать работать самостоятельно. Предлагаю вам выполнить следующие задания:

Упражнение 6. Составьте молекулярные и ионные уравнения (полное и краткое) следующих реакций:

  1. Ba(OH)2 + HNO3 =
  2. Fe + HBr =
  3. Zn + CuSO4 =
  4. SO2 + KOH =


01. В кратком ионном уравнении, описывающем взаимодействие KCl и AgNO3, сумма коэффициентов равна:

а) 2;
б) 3;
в) 4;
г) 5.



02. Краткое ионное уравнение Ca2+ + CO32- = CaCO3 соответствует реакции между:

а) CaSO4 и H2CO3;
б) Ca(OH)2 и CO2;
в) CaBr2 и Na2CO3;
г) CaO и H2CO3.



03. Взаимодействие гидроксида алюминия и соляной кислоты можно описать следующим уравнением:

а) Al(OH)3 + 3HCl = Al3+ + 3Cl- + 3H2O;
б) Al(OH)3 + 3H+ + = Al3+ + 3H2O;
в) Al3+ + 3OH- + 3H+ + 3Cl- = Al3+ + 3Cl- + 3H2O;
г) OH- + H+ = H2O.



04. В левой части краткого ионного уравнения, соответствующего реакции между водным раствором карбоната натрия и азотной кислотой, сумма коэффициентов равна:

а) 6;
б) 5;
в) 4;
г) 3.




Как решать задание 31 на ЕГЭ по химии

В принципе, алгоритм решения данной задачи мы уже разобрали. Единственная проблема заключается в том, что на ЕГЭ задание формулируется несколько... непривычно. Вам будет предложен список из нескольких веществ. Вы должны будете выбрать два соединения, между которыми возможна реакция, составить молекулярное и ионные уравнения. Например, задание может формулироваться следующим образом:

Пример 10. В вашем распоряжении имеются водные растворы гидроксида натрия, гидроксида бария, сульфата калия, хлорида натрия и нитрата калия. Выберите два вещества, которые могут реагировать друг с другом; напишите молекулярное уравнение реакции, а также полное и краткое ионные уравнения.

Решение. Вспоминая свойства основных классов неорганических соединений, приходим к выводу, что единственная возможная реакция - это взаимодействие водных растворов гидроксида бария и сульфата калия:

Ba(OH)2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KOH.

Полное ионное уравнение:

Ba2+ + 2OH- + 2K+ + SO42- = BaSO4↓ + 2K+ + 2OH-.

Краткое ионное уравнение:

Ba2+ + SO42- = BaSO4↓.

Кстати, обратите внимание на интересный момент: краткие ионные уравнения получились идентичными в данном примере и в примере 1 из первой части данной статьи. На первый взгляд, это кажется странным: реагируют совершенно разные вещества, а результат одинаковый. В действительности, ничего странного здесь нет: ионные уравнения помогают увидеть суть реакции, которая может скрываться под разными оболочками.


И еще один момент. Давайте попробуем взять другие вещества из предложенного списка и составить ионные уравнения. Ну, например, рассмотрим взаимодействие нитрата калия и хлорида натрия. Запишем молекулярное уравнение:

KNO3 + NaCl = NaNO3 + KCl.

Пока все выглядит достаточно правдоподобно, и мы переходим к полному ионному уравнению:

K+ + NO3- + Na+ + Cl- = Na+ + NO3- + K+ + Cl-.

Начинаем убирать лишнее и обнаруживаем неприятную деталь: ВСЕ в этом уравнении является "лишним". Все частица, присутствующие в левой части, мы находим и в правой. Что это означает? Возможно ли такое? Да, возможно, просто никакой реакции в данном случае не происходит; частицы, изначально присутствовавшие в растворе, так и останутся в нем. Реакции нет!

Видите, в молекулярном уравнении мы спокойно написали чепуху, но "обмануть" краткое ионное уравнение не удалось. Это тот самый случай, когда формулы оказываются умнее нас! Запомните: если при написании краткого ионного уравнения, вы приходите к необходимости убрать все вещества, это означает, что либо вы ошиблись и пытаетесь "сократить" что-то лишнее, либо данная реакция вообще невозможна.



Пример 11. Карбонат натрия, сульфат калия, бромид цезия, соляная кислота, нитрат натрия. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые способны прореагировать друг с другом, напишите молекулярное уравнение реакции, а также полное и краткое ионные уравнения.

Решение. В приведенном списке присутствуют 4 соли и одна кислота. Соли способны реагировать друг с другом только в том случае, если в ходе реакции образуется осадок, но ни одна из перечисленных солей не способна образовать осадок в реакции с другой солью из этого списка (проверьте этот факт, пользуясь таблицей растворимости!) Кислота способна прореагировать с солью лишь в том случае, когда соль образована более слабой кислотой. Серная, азотная и бромоводородная кислоты не могут быть вытеснены действием HCl. Единственный разумный вариант - взаимодействие соляной кислоты с карбонатом натрия.

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

Обратите внимание: вместо формулы H2CO3, которая, по идее, должна была образоваться в ходе реакции, мы пишем H2O и CO2. Это правильно, т. к. угольная кислота крайне неустойчива даже при комнатной температуре и легко разлагается на воду и углекислый газ.

При записи полного ионного уравнения учитываем, что диоксид углерода не является электролитом:

2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + H2O + CO2↑.

Убираем лишнее, получаем краткое ионное уравнение:

CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑.

А теперь поэкспериментируйте немного! Попробуйте, как мы это сделали в предыдущей задаче, составить ионные уравнения неосуществимых реакций. Возьмите, например, карбонат натрия и сульфат калия или бромид цезия и нитрат натрия. Убедитесь, что краткое ионное уравнение вновь окажется "пустым".



Пора двигаться дальше. В третьей части статьи мы:
  1. рассмотрим еще 6 примеров решения заданий ЕГЭ-31,
  2. обсудим, как составлять ионные уравнения в случае сложных окислительно-восстановительных реакций,
  3. приведем примеры ионных уравнений с участием органических соединений,
  4. затронем реакции ионного обмена, протекающие в неводной среде.

Продолжение статьи →



Понравился сайт? Поделитесь ссылкой!
Копирайт

Воспроизведение материалов данного сайта возможно только с письменного согласия владельца сайта и при условии размещения активной ссылки на главную страницу данного ресурса.
Незаконное копирование будет преследоваться всеми возможными способами.


Copyright Repetitor2000.ru, 2000-2018.



 
Контакты
  • Телефон: 8-903-280-81-91 (Глеб Валентинович)
  • Эл. почта: teacher2002@mail.ru
  • Скайп: repetitor2000


Карта сайта



 
Счетчики

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru