7.2 Заданный продукт – сильный хорошо растворимый электролит

Образование таких продуктов не отвечает условиям, необходимым для обменных реакций. В подобных случаях исходные вещества подбирают такие, чтобы другие продукты отвечали условиям, необходимым для реакции обмена. При этом дополнительные условия могут быть те же, что рассмотрены выше.

Пример: получить Cu(NO₃)₂

Заданное вещество – сильный, хорошо растворимый электролит, и сам по себе не может быть причиной реакции обмена. Поэтому исходные электролиты, содержащие ионы Cu²⁺ и NO₃^-, выберем такие, чтобы другой продукт реакции был электролитом слабым или малорастворимым. Например, при наличии CuSO₄, CuCl₂, KNO₃, Pb(NO₃)₂ реакция обмена с участием KNO₃ не пойдет ни с CuSO₄, ни с CuCl₂, т.к. в обоих случаях все продукты были бы растворимыми. Напротив, с участием Pb(NO₃)₂ реакция возможна и с CuSO₄, и с CuCl₂:

CuSO₄ + Pb(NO₃)₂  Cu(NO₃)₂ + PbSO₄

CuCl₂ + Pb(NO₃)₂  Cu(NO₃)₂ + PbCl₂

В заключение следует отметить, что в большинстве своем обменные реакции в растворах протекают заметно быстрее, чем окислительно-восстановительные реакции. По этой причине, анализируя возможность химического взаимодействия между заданными веществами, необходимо в первую очередь определить возможность реакции обменного типа. Например, при смешивании раствора сульфита натрия и подкисленного раствора перманганата калия первое, что мы обнаружим, — это запах «жженой серы» — сернистого ангидрида:

Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄  H₂SO₃ + Na₂SO₄ + KMnO₄,

 SO₂ H₂O

и только потом наблюдается обесцвечивание перманганат-ионов вследствие восстановления их сернистой кислотой и двуокисью серы.

Задания для самостоятельной работы

I Закончите уравнения реакций:

1.1 Реакции образования слабых электролитов

KClO + H₂SO₄ ... [Mn(NH₃)₆]SO₄+ H₂SO₄  ...

Na₂SO₃ + ...  H₂SO₃ + ... H[FeCl₄] + KOH  ...

AlCl₃ + NH₃ H₂O_конц  ... Zn(OH)₂+...  ZnSO₄ + ...

Ca₃(PO₄)₂+ HCl  ... K[Cr(OH)₄]+ HCl  ...

BaCrO₄ + ...  H₂CrO₄ +...

1.2 Реакции образования малорастворимых продуктов

SrCl₂ + K₂SO₄  ... K₂[CoCl₄] + AgNO₃  ...

BaCl₂ + ...  BaCrO₄ + ... K₂[CoCl₄] + KOH  ...

H₂S + ...  CuS + ... [Cu(NH₃)₄]SO₄ + BaCl₂ ...

K₂S + HCl ... ZnS + ...  ZnSO₄ + ...

[Cu(NH₃)₄]SO₄ + H₂S  . (NH₄)₃[Co(NO₂)₆] + KOH ...

1.3.Реaкции образования комплексных соединений

ZnSO₄ + ...  [Zn(NH₃)₆]SO₄  AgBr + ...  Na₃[Ag(S₂O₃)₂]

CoCl₂ + ...  H₂[CoCl₄] FeSO₄  + ...  K₄[Fe(CN)₆]

HgI₂ + ...  K₂[HgI₄] SnS + … H[SnCl₃]

BiCl₃  + ...  Na[BiI₄] CaSO₄ + ... H₂[Ca(SO₄)₂]

CoSO₄ + ...  (NH₄)₂[Co(SCN)₄] ... + ...  [Cu(NH₃)₂]Cl

II Проанализируйте, могут ли в водных растворах протекать ионно-молекулярные реакции между заданными веществами; образованием каких продуктов обусловлены эти взаимодействия? Напишите соответствующие уравнения реакций (ионные и молекулярные):

1) K₂SO₃ + Mg(NO₃)₂ _.. 6) Na₃PO₄+ KOH _...

NaH₂PO₄+ Ba(OH)₂ _... CrCl₃ + KOH_изб  _...

NaNO₃ + BaCl₂  … Na₂Se + HCl  _...

2) KF_изб. + FeCl₃  … 7) BeCl₂ + KOH_разб.  _...

BaCl₂ + KNO₃  _... CaCl₂ + KF _...

[Co(NH₃)₆]Cl₂ +HCl  _… NaI_изб+ Hg(NO₃)₂ _..

3) NiSO₄ + NH₃ H₂O_конц  _... 8) Ba(OH)₂+CO_{2недост.}+H₂O 

Na₂CrO₄ + BaF₂ _... BiCl₃  + CaI_2изб.  _...

MgCO₃+ KNO₂ _... ZnS + HCl _...

4) H₃PO₃ + KOH_изб.  9) Ni(OH)₂+ NH₃ H₂O_конц.

_... HI + Pb(OH)₂ _... K₂ZnO₂ + H₂O  _...

ZnSO₄ + NH₃ H₂O_конц_... NH₃ + Ba(HCO₃)₂  _...

5) BaCrO₄+ H₂SO₄ _... 10) Mn(OH)₂+ H₂S  _...

  Ag₂O+ NH₃ H₂O_конц._... Na₂O₂ + H₂SO₄  _...

H₂S + Cu(OH)₂_... SbCl₃ + KOH_конц. _...

11) K₂CrO₄ + Ba(NO₃)₂_... 19) KOH + Sr(HCO₃)₂  _... 

KCl + Ag₂CrO₄_... SrCrO₄+ HNO₃ _...

Sn(OH)₂+ KOH_изб._... FePO₄ + KNO₃ _.

12) (ZnOH)₂CO₃+ KOH_конц _... 20) KNO₃  + HF _... 

FePO₄+ HCl _... K₂[HgI₄] + H₂S _...

Ba(OH)₂+CO_2изб.+H₂O _... H₃PO₄ + BaCl₂ _...

13) KCN + CO₂ + H₂O _... 21) Mg(HCO₃)₂ + NH₃  ._..

CrCl₃ + K₂CO₃ + H₂O _... K[Cr(OH)₄]+ H₂SO₄  _...

FeCl₃ + NH₃ H₂O_конц. _... AgNO₃ + KCNS  _…

14) NaClO + CO₂ + H₂O_... 22) NaAlO₂ + H₂O + CO₂  _...

(ZnOH)₂CO₃+ H₂SO₄ _... K₂[Co(NCS)₄] + NH_3изб 

BaO₂ + H₂SO₄ _... CrPO₄+ CH₃COOH  _…

15) NiCl₂ + NH₃ H₂O_конц._...... 23) (NH₄)₃PO₄ + H₂O  _…

CoSO₄ + H₂S _... [Co(NH₃)₆]Cl₂+CuCl₂  _…

CdS + CH₃COOH _... H₃PO₄+ NH₃ H₂O _изб_...

16) BaCl₂ + SO₂ + H₂O _... 24) NaAlO₂ + H₂O  _…

Cu(OH)₂ + NH₃ H₂O_конц._... AlCl₃ + K₂CO₃ + H₂O _...

Mg(OH)₂+ NH₄Cl_... K₂[Pb(OH)₄] + H₂S  _...

17) K₃[BiI₆] + AgNO₃ _...  25) [Ni(NO₂)₆]SO₄ + BaCl₂ _.. 

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ ._.. (CuOH)₂CO₃ + HCl _...

ZnCO₃ + KOH_конц _.. NaBO₂ + HCl_изб. …

18) Na₂SiO₃ + CO₂+H₂O _... 26) FeCl₃ + H₂O _... 

SnS + KOH_конц _... K[Ag(NO₂)₂] + HCl_..

Ca₃(PO₄)₂ + HNO₃ _.. K₂BeO₂ + HCl_{недост.} _...

III Напишите уравнения ионно-молекулярных реакций (не менее трех вариантов), с помощью которых можно уменьшить концентрацию заданного вещества в водном растворе; определите вариант наиболее полного превращения:

1) H₂S 5) Cl^– 9) Cu²⁺ 13) Cr³⁺ 17) CrO₄^2– 21) Al³⁺ 25) CN^–

2) Zn²⁺ 6) Fe³⁺ 10) S^2– 14) F^– 18) Hg²⁺ 22) Cd²⁺ 26) NO₂^–

3) SO₃^2– 7) SO₄^2– 11) Ni²⁺ 15) Fe²⁺ 19) Sn²⁺ 23) AsO₄^3–

4) Pb²⁺ 8) I^– 12) PO₄^3– 16) Br^– 20) Mn²⁺ 24) Co²⁺

IV Напишите уравнения реакций (не менее двух), с помощью которых можно получить заданное вещество. В каком из вариантов выход продукта будет наибольшим?

1) Zn(OH)₂ 10) BaCrO₄ 19) CoSO₄

2) PbCl₂ 11) Bi₂S₃ 20) PbCrO₄

3) CaCO₃ 12) ZnSO₄ 21) K₃[Fe(C₂O₄)₃]

4) MnCl₂ 13) HF 22) Na₂[Zn(OH)₄]

5) Ni(NO₃)₂ 14) CrCl₃ 23) [Cu(NH₃)₄]Cl₂

6) H₂S 15) H₂SO₃ 24) K₃[Ag(S₂O₃)₃]

7) Sb(OH)₃ 16) PbI₂ 25) Zn₃(PO₄)₂

8) ZnS 17) Mg(NO₃)₂ 26) K₃[FeF₆]

9) CoS 18) Mn(OH)₂