Запишите уравнения реакций ионного обмена в молекулярной, ионной полной и ионной сокращённой форме,...

В химии реакции ионного обмена представляют собой взаимодействия между растворимыми солями и другими веществами, в результате которых образуются новые соединения, часто в виде осадка или газа. Рассмотрим указанные реакции.

а) Реакция KOH и FeCl3

Молекулярная форма: [ \text{3 KOH} + \text{FeCl}_3 \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \downarrow + \text{3 KCl} ]

Ионная полная форма: [ \text{3 K}^+ + \text{3 OH}^- + \text{Fe}^{3+} + \text{3 Cl}^- \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \downarrow + \text{3 K}^+ + \text{3 Cl}^- ]

Ионная сокращённая форма: [ \text{Fe}^{3+} + \text{3 OH}^- \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \downarrow ]

б) Реакция CuCl2 и AgNO3

Молекулярная форма: [ \text{CuCl}_2 + \text{2 AgNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + \text{2 AgCl} \downarrow ]

Ионная полная форма: [ \text{Cu}^{2+} + \text{2 Cl}^- + \text{2 Ag}^+ + \text{2 NO}_3^- \rightarrow \text{Cu}^{2+} + \text{2 NO}_3^- + \text{2 AgCl} \downarrow ]

Ионная сокращённая форма: [ \text{2 Ag}^+ + \text{2 Cl}^- \rightarrow \text{2 AgCl} \downarrow ]

в) Реакция BaCl2 и NaNO3

Молекулярная форма: [ \text{BaCl}_2 + \text{2 NaNO}_3 \rightarrow \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{2 NaCl} ]

Ионная полная форма: [ \text{Ba}^{2+} + \text{2 Cl}^- + \text{2 Na}^+ + \text{2 NO}_3^- \rightarrow \text{Ba}^{2+} + \text{2 NO}_3^- + \text{2 Na}^+ + \text{2 Cl}^- ]

Ионная сокращённая форма: Здесь реакции ионного обмена не происходит, так как все ионы остаются в растворе: [ \text{Ba}^{2+} + \text{2 Cl}^- + \text{2 Na}^+ + \text{2 NO}_3^- \rightarrow \text{Ba}^{2+} + \text{2 NO}_3^- + \text{2 Na}^+ + \text{2 Cl}^- ]

г) Реакция Na2CO3 и HNO3

Молекулярная форма: [ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{2 HNO}_3 \rightarrow \text{2 NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow ]

Ионная полная форма: [ \text{2 Na}^+ + \text{CO}_3^{2-} + \text{2 H}^+ + \text{2 NO}_3^- \rightarrow \text{2 Na}^+ + \text{2 NO}_3^- + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow ]

Ионная сокращённая форма: [ \text{CO}_3^{2-} + \text{2 H}^+ \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow ]

Знак обратимости

В данной реакции (г) можно отметить, что часть углекислого газа может растворяться в воде, что делает реакцию обратимой, и её можно записать как: [ \text{CO}_3^{2-} + \text{2 H}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow ]

Таким образом, мы рассмотрели реакции ионного обмена для перечисленных веществ, указали их в молекулярной, полной и сокращённой ионной формах.

Рассмотрим реакции по порядку:

а) Реакция между KOH и FeCl₃

Образуется гидроксид железа (III) Fe(OH)₃, который выпадает в осадок, а также образуется растворимый хлорид калия KCl.

1. Молекулярное уравнение: [ 3KOH + FeCl_3 → 3KCl + Fe(OH)_3↓ ]

2. Полное ионное уравнение: [ 3K^+ + 3OH^- + Fe^{3+} + 3Cl^- → 3K^+ + 3Cl^- + Fe(OH)_3↓ ]

3. Сокращённое ионное уравнение: [ Fe^{3+} + 3OH^- → Fe(OH)_3↓ ]

б) Реакция между CuCl₂ и AgNO₃

Образуется нерастворимый хлорид серебра AgCl (осадок) и растворимый нитрат меди (II) Cu(NO₃)₂.

1. Молекулярное уравнение: [ CuCl_2 + 2AgNO_3 → 2AgCl↓ + Cu(NO_3)_2 ]

2. Полное ионное уравнение: [ Cu^{2+} + 2Cl^- + 2Ag^+ + 2NO_3^- → 2AgCl↓ + Cu^{2+} + 2NO_3^- ]

3. Сокращённое ионное уравнение: [ 2Ag^+ + 2Cl^- → 2AgCl↓ ]

в) Реакция между BaCl₂ и NaNO₃

В данном случае образуются два растворимых вещества — Ba(NO₃)₂ и NaCl. Все ионы остаются в растворе, поэтому реакция не идёт до конца (нет осадка, газа или воды).

1. Молекулярное уравнение: [ BaCl_2 + 2NaNO_3 ⇄ Ba(NO_3)_2 + 2NaCl ]

2. Полное ионное уравнение: [ Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + 2NO_3^- ⇄ Ba^{2+} + 2NO_3^- + 2Na^+ + 2Cl^- ]

3. Сокращённое ионное уравнение: [ \text{Ионы не меняются, поэтому уравнение отсутствует.} ]

г) Реакция между Na₂CO₃ и HNO₃

Образуется угольная кислота H₂CO₃, которая разлагается на воду и углекислый газ. Также образуется растворимый нитрат натрия NaNO₃.

1. Молекулярное уравнение: [ Na_2CO_3 + 2HNO_3 → 2NaNO_3 + H_2O + CO_2↑ ]

2. Полное ионное уравнение: [ 2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + 2NO_3^- → 2Na^+ + 2NO_3^- + H_2O + CO_2↑ ]

3. Сокращённое ионное уравнение: [ CO_3^{2-} + 2H^+ → H_2O + CO_2↑ ]

Итог:

• Реакция между BaCl₂ и NaNO₃ является обратимой (( \text{⇄} )), так как не идёт до конца.
• Остальные реакции идут до конца с образованием осадка (а, б) или выделением газа (г).

Вот уравнения реакций ионного обмена для указанных веществ:

а) KOH и FeCl3

• Молекулярная форма: 3 KOH + FeCl3 → Fe(OH)3 ↓ + 3 KCl
• Ионная полная форма: 3 K⁺ + 3 OH⁻ + Fe³⁺ + 3 Cl⁻ → Fe(OH)3 ↓ + 3 K⁺ + 3 Cl⁻
• Ионная сокращённая форма: Fe³⁺ + 3 OH⁻ → Fe(OH)3 ↓

б) CuCl2 и AgNO3

• Молекулярная форма: CuCl2 + 2 AgNO3 → 2 AgCl ↓ + Cu(NO3)2
• Ионная полная форма: Cu²⁺ + 2 Cl⁻ + 2 Ag⁺ + 2 NO3⁻ → 2 AgCl ↓ + Cu²⁺ + 2 NO3⁻
• Ионная сокращённая форма: Cu²⁺ + 2 Ag⁺ + 2 Cl⁻ → 2 AgCl ↓

в) BaCl2 и NaNO3

• Молекулярная форма: BaCl2 + 2 NaNO3 → Ba(NO3)2 + 2 NaCl
• Ионная полная форма: Ba²⁺ + 2 Cl⁻ + 2 Na⁺ + 2 NO3⁻ → Ba²⁺ + 2 NO3⁻ + 2 Na⁺ + 2 Cl⁻
• Ионная сокращённая форма: нет реакции (все ионы остаются в растворе, реакции не происходит).

г) Na2CO3 и HNO3

• Молекулярная форма: Na2CO3 + 2 HNO3 → 2 NaNO3 + H2O + CO2 ↑
• Ионная полная форма: 2 Na⁺ + CO3²⁻ + 2 H⁺ + 2 NO3⁻ → 2 Na⁺ + 2 NO3⁻ + H2O + CO2 ↑
• Ионная сокращённая форма: CO3²⁻ + 2 H⁺ → H2O + CO2 ↑

Для реакции в пункте (в) можно обозначить, что реакция не идет до конца.