Инструкция
Прежде чем приступать к ионных уравнений, необходимо усвоить некоторые правила. Нерастворимые в воде, газообразные и малодиссоциирующие вещества (например, вода) на ионы не распадаются, а значит, записывайте их в молекулярном виде. Также сюда относятся слабые электролиты, такие как H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Растворимость соединений можно узнать по таблице растворимости, которая является разрешенным справочным материалом на всех видах контроля. Там же указаны все заряды, которые присущи катионам и анионам. Для полноценного выполнения задания необходимо написать молекулярное, полное и ионное сокращенное уравнения.
Пример № 1. реакцию нейтрализации между серной кислотой и гидроксидом калия, рассмотрите ее с точки зрения ТЭД (теории электролитической диссоциации). Сначала запишите уравнение реакции в молекулярном виде и .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2OПроанализируйте полученные вещества на их растворимость и диссоциацию. Все соединения растворимы в воде, а значит на ионы. Исключение только вода, которая на ионы не распадается, следовательно, останется в молекулярном виде.Напишите ионное полное уравнение, найдите одинаковые ионы в левой и правой части и . Чтобы сократить одинаковые ионы, зачеркните их.2H+ +SO4 2- +2K+ +2OH- = 2K+ +SO4 2- + 2H2OВ результате получится ионное сокращенное уравнение:2H+ +2OH- = 2H2OКоэффициенты в виде двоек также можно сократить:H+ +OH- = H2O
Пример № 2. Напишите реакцию обмена между хлоридом меди и гидроксидом натрия, рассмотрите ее с точки зрения ТЭД. Запишите уравнение реакции в молекулярном виде и расставьте коэффициенты. В результате, образовавшийся гидроксид меди выпал в осадок голубого цвета. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ +2NaClПроанализируйте все вещества на их растворимость в воде – растворимы все, кроме гидроксида меди, который на ионы диссоциировать не будет. Запишите ионное полное уравнение, подчеркните и сократите одинаковые ионы:Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl-Остается ионное сокращенное уравнение:Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2↓
Пример № 3. Напишите реакцию обмена между карбонатом натрия и соляной кислотой, рассмотрите ее с точки зрения ТЭД. Запишите уравнение реакции в молекулярном виде и расставьте коэффициенты. В результате реакции образуется хлорид натрия и выделяется газообразное вещество СО2 (углекислый газ или оксид углерода (IV)). Оно образуется за счет разложения слабой угольной кислоты, распадающейся на оксид и воду. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2OПроанализируйте все вещества на их растворимость в воде и диссоциацию. Углекислый газ уходит из системы, как газообразное соединение, вода – это малодиссоциирующее вещество. Все остальные вещества на ионы распадаются. Запишите ионное полное уравнение, подчеркните и сократите одинаковые ионы:2Na+ +СO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2OОстается ионное сокращенное уравнение:СO3 2- +2H+ =CO2+H2O
Классификация реакций
Для выполнения заданий по этой теме необходимо четко представлять классификации реакций по различным признакам, положенных в основу классификации:
По составу и числу реагентов и продуктов реакции (реакции разложения, соединения, замещения и обмена);
По изменению степеней окисления в ходе реакции (окислительно-восстановительные и неокислительно-восстановительные);
По тепловому эффекту реакции (экзо- и эндотермические, т.е. с выделением и поглощением тепла соответственно);
По направлению протекающих процессов (обратимые и необратимые);
По количеству фаз в протекающей реакции (гомогенные – протекающие между веществами, находящимися в одной фазе(агрегатном состоянии, но не твердое + твердое) и гетерогенные – протекающие между реагентами в разных фазах);
По наличию катализатора в реакционной системе (каталитические и некаталитические).
Для реакций ионного обмена надо помнить условия необратимого протекания реакций (правило Бертолле) – образование слабодиссоциированного вещества или неэлектролита.
Правила написания уравнений реакций в ионном виде
Записывают формулы веществ, вступивших в реакцию, ставят знак «равно» и записывают формулы образовавшихся веществ. Расставляют коэффициенты.
Пользуясь таблицей растворимости, записывают в ионном виде формулы веществ, обозначенных в таблице растворимости буквой «Р» (хорошо растворимые в воде), исключение – гидроксид кальция, который, хотя и обозначен буквой «М», все же в водном растворе хорошо диссоциирует на ионы.
Нужно помнить, что на ионы не разлагаются металлы, оксиды металлов и неметаллов, вода, газообразные вещества, нерастворимые в воде соединения, обозначенные в таблице растворимости буквой «Н». Формулы этих веществ записывают в молекулярном виде. Получают полное ионное уравнение.
Сокращают одинаковые ионы до знака «равно» и после него в уравнении. Получают сокращенное ионное уравнение.
Условия, при которых реакции ионного обмена
протекают до конца
1. Если в результате реакции выделяется малодиссоциирующее вещество – вода.
Молекулярное уравнение реакции щелочи с кислотой:
Неизменность степеней окисления элементов во всех веществах до и после реакции говорит о том, что реакции обмена не являются окислительно-восстановительными.
K + + OH – + H + + Cl – = K + + Cl – + H 2 O.
H + + OH – = H 2 O.
Молекулярное уравнение реакции основного оксида с кислотой:
CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O.
Полное ионное уравнение реакции:
Cокращенное ионное уравнение реакции:
CaO + 2H+ = Ca 2+ + H 2 O.
3Mg(OH) 2 + 2H 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O.
Полное ионное уравнение реакции:
В данном случае полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионным уравнением.
Молекулярное уравнение реакции амфотерного оксида с кислотой:
Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O.
Полное ионное уравнение реакции:
Al 2 O 3 + 6H + + 6Cl – = 2Al 3+ + 6Cl – + 3H 2 O.
Cокращенное ионное уравнение реакции:
Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O.
2. Если в результате реакции выделяется нерастворимое в воде вещество.
Молекулярное уравнение реакции растворимой соли со щелочью:
CuCl 2 + 2KOH = 2KCl + Cu(OH) 2 .
Полное ионное уравнение реакции:
Cu 2+ + 2Cl – + 2K + + 2OH – = 2K + + 2Cl – + Cu(OH) 2 .
Cокращенное ионное уравнение реакции:
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 .
Молекулярное уравнение реакции двух растворимых солей:
Al 2 (SO 4) 3 + 3BaCl 2 = 3BaSO 4 + 2AlCl 3 .
Полное ионное уравнение реакции: 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3Ba 2+ +6Cl - = 3BaSO 4 + 2Al 3+ +6Cl - .
Cокращенное ионное уравнение реакции: SO 4 2- + Ba 2+ = BaSO 4
Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой:
Fe(OH) 3 + H 3 PO 4 = FePO 4 + 3H 2 O.
Полное ионное уравнение реакции:
В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу два факта: образование вещества, нерастворимого в воде, и выделение воды.
3. Если в результате реакции выделяется газообразное вещество.
Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (сульфида) с кислотой:
K 2 S + 2HCl = 2KCl + H 2 S .
Полное ионное уравнение реакции:
2K + + S 2– + 2H + + 2Cl – = 2K + + 2Cl – + H 2 S .
Cокращенное ионное уравнение реакции.
В растворах электролитов реакции происходят между гидратированными ионами, поэтому их называют ионными реакциями. В направлении их важное значение имеют природа и прочность химической связи в продуктах реакции. Обычно обмен в растворах электролитов приводит к образованию соединения с более прочной химической связью. Так, при взаимодействии растворов солей хлорида бария ВаСl 2 и сульфата калия K 2 SO 4 в смеси окажутся четыре вида гидратированных ионов Ва 2 +(Н 2 О)n, Сl - (H 2 O)m, K + (H 2 O)p, SO 2 -4 (H 2 O)q, между которыми произойдет реакция по уравнению:
BaCl 2 +K 2 SO 4 =BaSO 4 +2КСl
Сульфат бария выпадет в виде осадка, в кристаллах которого химическая связь между ионами Ва 2+ и SO 2- 4 более прочная, чем связь с гидратирующими их молекулами воды. Связь же ионов К+ и Сl - лишь незначительно превышает сумму энергий их гидратации, поэтому столкновение этих ионов не приведет к образованию осадка.
Следовательно, можно сделать следующий вывод. Реакции обмена происходят при взаимодействии таких ионов, энергия связи между которыми в продукте реакции намного больше, чем сумма энергий их гидратации.
Реакции ионного обмена описываются ионными уравнения-ми. Труднорастворимые, летучие и малодиссоциированные соеди-нения пишут в молекулярной форме. Если при взаимодействии растворов электролитов не образуется ни одного из указанных видов соединения, это означает, что практически реакции не протекают.
Образование труднорастворимых соединений
Например, взаимодействие между карбонатом натрия и хлоридом бария в виде молекулярного уравнения запишется так:
Na 2 CO 3 + ВаСl 2 = BaCO 3 +2NaCl или в виде:
2Na + +СO 2- 3 +Ва 2+ +2Сl - = BaCO 3 + 2Na + +2Сl -
Прореагировали только ионы Ва 2+ и СО -2 , состояние остальных ионов не изменилось, поэтому краткое ионное уравнение примет вид:
CO 2- 3 +Ba 2+ =BaCO 3
Образование летучих веществ
Молекулярное уравнение взаимодействия карбоната кальция и соляной кислоты запишется так:
СаСO 3 +2НСl=СаСl 2 +Н 2 О+CO 2
Один из продуктов реакции - диоксид углерода СО 2 - выделился из сферы реакции в виде газа. Развернутое ионное уравнение имеет вид:
СаСО 3 +2Н + +2Сl - = Са 2+ +2Сl - +Н 2 O+CO 2
Результат реакции описывается следующим кратким ионным уравнением:
СаСO 3 +2Н + =Са 2+ +Н 2 О+CO 2
Образование малодиссоцированного соединения
Примером такой реакции служит любая реакция нейтрализации, в результате чего образуется вода - малодиссоциированное соединение:
NaOH+НСl=NaCl+Н 2 О
Na + +ОН-+Н + +Cl - = Na + +Сl - +Н 2 О
ОН-+Н+= Н 2 O
Из краткого ионного уравнения следует, что процесс выразился во взаимодействии ионов Н+ и ОН-.
Все три вида реакций идут необратимо, до конца.
Если слить растворы, например, хлорида натрия и нитрата кальция, то, как показывает ионное уравнение, никакой реакции не произойдет, так как не образуется ни осадка, ни газа, ни малодиссоциирующего соединения:
По таблице растворимости устанавливаем, что AgNO 3 , КСl, KNO 3 - растворимые соединения, AgCl - нерастворимое вещество.
Составляем ионное уравнение реакции с учетом растворимости соединений:
Краткое ионное уравнение раскрывает сущность происходящего химического превращения. Видно, что фактически приняли участие в реакции лишь ионы Ag+ и Сl - . Остальные ионы остались без изменения.
Пример 2. Составьте молекулярное и ионное уравнение реакции между: а) хлоридом железа (III) и гидроксидом калия; б) сульфатом калия и иодидом цинка.
а) Составляем молекулярное уравнение реакции между FeCl 3 и КОН:
По таблице растворимости устанавливаем, что из полученных соединений нерастворим только гидроксид железа Fe(OH) 3 . Составляем ионное уравнение реакции:
В ионном уравнении показано, что коэффициенты 3, стоящие в молекулярном уравнении, в равной степени относятся к ионам. Это общее правило составления ионных уравнений. Изобразим уравнение реакции в краткой ионной форме:
Это уравнение показывает, что в реакции принимали участие лишь ионы Fe3+ и ОН-.
б) Составим молекулярное уравнение для второй реакции:
K 2 SO 4 +ZnI 2 = 2KI+ZnSO 4
Из таблицы растворимости следует, что исходные и полученные соединения растворимы, поэтому реакция обратима, не доходит до конца. Действительно, здесь не образуется ни осадка, ни газообразного соединения, ни малодиссоциированного соединения. Составим полное ионное уравнение реакции:
2К + +SO 2- 4 +Zn 2+ +2I - + 2К + + 2I - +Zn 2+ +SO 2- 4
Пример 3. По ионному уравнению: Cu 2+ +S 2- -= CuS составить молекулярное уравнение реакции.
Ионное уравнение показывает, что в левой части уравнения Должны быть молекулы соединений, имеющих в своем составе ионы Cu 2+ и S 2-. Эти вещества должны быть растворимы в воде.
По таблице растворимости выберем два растворимых соединения, в состав которых входят катион Cu 2+ и анион S 2-. Составим молекулярное уравнение реакции между данными соединениями:
CuSO 4 +Na 2 S CuS+Na 2 SO 4
В разбавленных растворах электролитов (кислот, оснований, солей) химические реакции протекают обычно при участии ионов
.
При этом все элементы реагентов могут сохранять свои степени окисления (обменные реакции
) или изменять их (окислительно – восстановительных реакции
).
В соответствии с правилом Бертолле
, ионные реакции протекают практически необратимо, если образуются твердые малорастворимые вещества
(они выпадают в осадок), легколетучие вещества
(они выделяются в воде газов) или растворимые вещества — слабые электролиты
(в том числе и вода). Ионные реакции изображаются системой уравнений – молекулярным
, полным и кратким ионным
. Ниже полные ионные уравнения опущены.
При написании уравнений ионных реакций надо обязательно руководствоваться .
Примеры реакций с выпадением осадков:
a) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
б) AgNO 3 + KI = AgI↓ + KNO 3
Ag + + I — = AgI↓
в) MgCl 2 + 2KOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2KCl
Mg 2+ + 2OH — = Mg(OH) 2 ↓
г) 3Zn(CH 3 COO) 2 + 2Na 3 PO 4 = Zn 3 (PO 4) 2 ↓ + 6Na(CH 3 COO)
3Zn 2+ + 2PO 4 3- = Zn 3 (PO 4) 2 ↓
Обратите внимание, AgCO 3 , BaCO 3 и CaCO 3 ПРАКТИЧЕСКИ НЕРАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ И ВЫПАДАЮТ В ОСАДОК КАК ТАКОВЫЕ, НАПРИМЕР:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CO 3 = BaCO 3 ↓ + 2KNO 3
Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓
Соли остальных катионов, такие как MgCO 3 , CuCO 3 , FeCO 3 , ZnCO 3 и другие, хотя и нерастворимые в воде, но не осаждаются из водного раствора при проведении ионных реакций (т.е. их нельзя получить этим способом).
Например карбонат железа (II) FeCO 3 , полученный «сухим путем» или взятый в виде минерала сидерит
, при внесении в воду осаждается без видимого взаимодействия. Однако при попытке его получения по обменной реакции в растворе между FeSO 4 и K 2 CO 3 выпадает осадок основной соли (приведен условный состав, на практике состав более сложный) и выделяется углекислый газ:
2FeSO 4 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 SO 4 + Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + CO 2
2Fe 2+ + H 2 O + 2CO 3 2- = Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + CO 2
Аналогично FeCO 3, сульфид хрома (3) Cr 2 S 3 (нерастворимый в воде) не осаждается из раствора:
2CrCl 3 + 6H 2 O + 3Na 2 S = 6NaCl + 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr 3+ + 6H 2 O + 3S 2- = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Некоторые соли разлагаются
водой – сульфид
алюминия Al 2 S 3 (а также BeS) и ацетат
хрома(III) Cr(CH 3 COO) 3:
а) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
б) Cr(CH 3 COO) 3 + 2H 2 O= Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Следовательно, эти соли нельзя получить по обменной реакции в растворе:
а) 2AlCl 3 + 6H 2 O +3K 2 S = 6KCl + 2Al(OH) 3 ↓ +3H 2 S
2Al 3+ + 6H 2 O + 3S 2- = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
б) CrCl 3 + 2H 2 O + 3Na(CH 3 COO) =
3NaCl + Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Cr 3+ + 2H 2 O + 3CH 3 COO — =
Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + CH 3 COOH
Примеры реакций с выделением газа:
а) BaS + 2HCl = BaCl 2 + H 2 S
S 2- + 2H + = H 2 S
б) Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O
CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
в) CaCO 3(T) + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
CaCO 3(T) + 2H + = Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
Примеры реакций с образованием слабых электролитов:
а) 3NaOH + H 3 PO 4 = Na 3 PO 4 + 3H 2 O
3OH — + H 3 PO 4 = PO 4 3- + 3H 2 O
б) Mg(CH 3 COO) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2CH 3 COOH
CH 3 COO — + H + = CH 3 COOH
в) NH 4 F + HBr = NH 4 Br + HF
F — + H + = HF
Если реагенты и продукты обменной реакции не являются сильными электролитам, ионный вид уравнения отсутствует, например:
Mg(OH) 2(T) + 2HF = MgF 2 ↓ + 2H 2 O
Тип урока: изучение нового материала
Цели:
образовательные:
- на основе усвоенных понятий о реакциях обмена и электролитической диссоциации веществ разных классов сформировать понятие «реакции ионного обмена», закрепить понятие «реакции нейтрализации»; экспериментально доказать, что реакции в растворах электролитов являются реакциями между ионами; выявить условия, при которых они идут практически до конца; дать первоначальные представления о качественных реакциях; научить школьников применять знания о диссоциации кислот, оснований, солей при написании ионных уравнений реакций; научить составлять эмпирические, полные и сокращённые ионные уравнения; по сокращённому ионному уравнению определять продукты реакции.
развивающие:
- совершенствовать учебные умения школьников при составлении химических уравнений, при выполнении лабораторных опытов; продолжить формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения, умения прогнозировать результат деятельности;
воспитательные:
- воспитывать культуру интеллектуального труда; чувство ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе.
Основные понятия темы: реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные (эмпирические) уравнения реакций, полные и сокращённые ионные уравнения реакций, реакции нейтрализации
Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый
Формы организации познавательной деятельности : фронтальная, групповая
Средства обучения:
- Карты с лабораторными работами , задачами, домашним заданием. Растворы CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, K2CO3 и H2SO4, NaOH и H2SO4, CuSO4 ,KNO3 и NaCl, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин.
Ход урока
I. Организационный момент. На каждую парту раздается маршрутный лист с правилами составления ионных уравнений, по которым работаем весь урок (см. приложение):
II. Актуализация знаний учащихся.
- Какие вещества называются электролитами? Какие вещества называются неэлектролитами? Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации. Что такое ионы? Какие вещества и при каких условиях образуют ионы? Как называется процесс распада вещества на ионы при растворении в воде? На какие ионы при растворении в воде диссоциируют кислоты, соли, основания? (схемы диссоциации кислот, оснований, солей, см. приложение 1)
Какие типы химических реакций вы знаете? Какая реакция называется реакцией соединения? Разложения? Замещения?
Определите типы химической реакции (на слайде записаны):
2) Zn(OH)2=ZnO+H2O
3) Mg+H2SO4=MgSO4+H2
4) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
- Какие реакции мы называем реакциями обмена? (общая схема, см. приложение 2)
Найдите среди предложенных реакций реакции обмена: K2CO3 + H2SO4 ? Mg + HCl? Na2SO4 + Ba(NO3)2? Zn(OH)2 ? NaOH + HCl? SO3 + MgO? Перечислите условия протекания реакций обмена до конца (схема, см. приложение 3)
III. Целеполагание и мотивация.
- Итак, опираясь на знания о реакциях обмена и условиях их протекания до конца, а также электролитической диссоциации кислот, солей, оснований при растворении в воде, на сегодняшнем уроке мы должны выяснить, какие реакции называются реакциями ионного обмена и научиться составлять ионные уравнения
.
- Запишите тему урока
IV. Изучение нового материала. Первичное закрепление.
1) Вступительное слово
- Каждое химическое свойство, проявляемое сильными электролитами в растворах, - это свойство ионов, на которые электролит распался: либо катионов, либо анионов. Между тем, реакции обмена между электролитами в водных растворах мы раньше изображали молекулярными уравнениями, не учитывая, что в этих реакциях участвуют не молекулы электролита, а ионы, на которые он диссоциирован.
- Итак, реакции,
осуществляемые в растворах между ионами, называются ионными,
а уравнения таких реакций – ионными уравнениями
Основные правила составления ионных уравнений реакций:
1. Формулы малодиссоциирующих, газообразных веществ и неэлектролитов изображают в молекулярном виде.
2. С помощью знака ( - газ, ↓ - осадок) отмечают «путь удаления» вещества из сферы реакции (раствора).
3. Формулы сильных электролитов записываются в виде ионов.
4. Для реакции берут растворы веществ, поэтому даже малорастворимые вещества находятся в виде ионов.
5. Если малорастворимое вещество образуется в результате реакции, то оно выпадает в осадок, и в ионном уравнении его записывают в виде молекулы.
6. Сумма зарядов ионов в левой части уравнения должна быть равна сумме зарядов ионов в правой части.
Ионные уравнения могут быть полными и сокращенными.
Алгоритм составления ионных уравнений
Алгоритм составления ионного уравнения реакции | Выполнение |
1. Записать молекулярное уравнение реакции: | CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 |
2. С помощью таблицы растворимости определить растворимость каждого вещества |
CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4 |
3. Решить, уравнения диссоциации каких исходных веществ и продуктов реакции нужно записывать | CuSO4 = Cu2+ + SO4 2- NaOH = Na+ + OH- Na2SO4 = 2 Na+ + SO4 2- Cu(OH)2 - малодиссоциирующее |
4. Составить полное ионное уравнение (коэффициенты перед молекулами равны коэффициентам перед ионами) | Cu2++SO4 2-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓ + 2Na++SO4 2- |
5. Найти одинаковые ионы и сократить их | Cu2++SO42-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓+ 2Na++SO4 2- |
6. Записать сокращенное ионное уравнение | Cu2+ + 2OH - = Cu(OH)2↓ |
Как такие реакции происходят в действительности, рассмотрим сначала на примере реакций, сопровождающихся выделением осадка.
2) Лабораторная работа № 1 «Реакции, идущие с образованием нерастворимых (малорастворимых) веществ»
Оборудование и реактивы:
растворы CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки.
а) В пробирку с раствором CaCl2, закреплённую в пробиркодержателе, добавьте несколько капель AgNO3.
Что наблюдаете? Запишите молекулярное уравнение химической реакции
- При выполнении лабораторных опытов соблюдайте основные правила техники безопасности
- Сливая растворы CaCl2 и AgNO3, мы наблюдаем образование осадка AgCl, в растворе остаётся Ca(NO3)2
2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl?
Молекулярное (эмпирическое) уравнение
- Обе исходные соли – сильные электролиты, полностью диссоциирующие в воде
Одна из полученных солей также остаётся в растворе диссоциированной на ионы Ca2+ и NO3-, а вот AgCl – нерастворимое соединение, не диссоциирующее в воде, поэтому его переписываем в молекулярном виде.
- Итак, уравнение реакции между CaCl2 и AgNO3 можно записать так:
2Ag+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl - = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl?
Полное ионное уравнение
- Что же произошло при сливании растворов? Ионы Ag+ и Cl- соединились и образовали AgCl, выпавший в осадок.
- Ионы же Ca2+ и NO3- в реакции не участвовали, они остались такими, какими были и до сливания растворов, следовательно, мы можем исключить их обозначение из левой и правой частей полного ионного уравнения. Что осталось?
2Ag+ + 2Cl - = 2AgCl?
- Или, сокращая коэффициенты,
Ag+ + Cl - = AgCl?
Сокращённое ионное уравнение
- Это уравнение показывает, что суть данной реакции сводится к взаимодействию Ag+ и Cl - , в результате которого образуется осадок AgCl. При этом совершенно не важно, в состав каких электролитов входили эти ионы до реакции: аналогичное взаимодействие можно наблюдать и между NaCl и AgNO3, AgNO3 и AlCl3 и так далее – суть всех этих реакций будет сводиться к взаимодействию Ag+ и Cl - c образованием AgCl?
б) Рассмотрите реакцию ионного обмена между BaCl2 и Na2SO4
- Предложите, пользуясь таблицей растворимости, формулы электролитов, реакции между которыми сводятся к взаимодействию Ba2+ + SO4- = BaSO4?
в) растворы каких веществ нужно взять, чтобы в растворе осуществилась реакция между Ca2+ + CO3- = CaCO3
- Составьте молекулярные уравнения предложенных реакций, запишите сокращённое ионное уравнение, отражающее их суть.
- Образование при реакции нерастворимого или малорастворимого соединения используют для обнаружения в растворе того или иного иона: так растворимые соли серебра используют для обнаружения Cl-, Br-, I-… - ионов, так как с этими анионами Ag+ образует нерастворимые осадки, и, наоборот, растворимые соли, содержащие Cl-, Br-, I-… - ионы, используют для распознавания Ag+ в растворе.
- Такие реакции принято называть качественными
, т. е. реакциями, с помощью которых можно обнаружить тот или иной ион.
(таблица «Качественные реакции на ионы», см. приложение 6)
3) Лабораторный опыт № 2 «Реакции с образованием газообразных веществ»
Оборудование и реактивы:
растворы K2CO3 и H2SO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки.
а) Видеоопыт «Реакции ионного обмена, протекающие с выделением газа»
Посмотрите видеоопыт, составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции.
б) Проведите аналогичную реакцию между K2CO3 и H2SO4, составьте и запишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции.
в) Предложите вещества, растворы которых можно взять для осуществления реакции между 2H+ + SO32- = H2O + SO2?
4) Лабораторный опыт № 3 «Реакции, идущие с образованием слабого электролита»
Оборудование и реактивы:
растворы NaOH и H2SO4, CuSO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин
а) В пробирку прилейте 1-2 мл раствора NaOH, добавьте 2-3 капли фенолфталеина. Прилейте H2SO4 до полного обесцвечивания раствора.
Почему раствор обесцветился? Как называются реакции между кислотами и основаниями, в результате которых образуется соль и вода?
б) Посмотрите видеоопыт «Реакция нейтрализации», составьте молекулярное и сокращённое ионное уравнение для продемонстрированной вам реакции
- Реакция нейтрализации может протекать не только между кислотами и щелочами, но и между кислотами и нерастворимыми основаниями. Для доказательства проведём следующий опыт.
в) Получите свежеосаждённый Cu(OH)2, используя выданные вам реактивы. Какие? Разделите полученный осадок на 3 равные пробирки, в каждую добавьте по 1-2 мл разных кислот. Что наблюдаете?
Составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнение одной из проведённых реакций. В чём её суть? Можно утверждать, что сокращённая запись отражает суть всех трёх реакций, независимо от того, какая кислота вступала в реакцию?
5) Лабораторный опыт № 4 «Обратимое взаимодействие между ионами»
Оборудование и реактивы:
растворы KNO3 и NaCl, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин
В пробирку с KNO3 добавьте 2-3 капли фенолфталеина, прилейте 1-2 мл раствора NaCl. Что наблюдаете? Составьте молекулярное и полное ионное уравнения реакции.
Какие ионы находились в растворе? Какие ионы находятся в полученном растворе? О чём свидетельствует отсутствие видимых эффектов реакции?
Как называются такие реакции?
V. Обобщение
- Итак, мы рассмотрели реакции, протекающие в растворах электролитов с образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества: растворы электролитов содержат ионы, следовательно, реакции в растворах электролитов сводятся к реакциям между ионами. Сформулируйте определение понятия «реакции ионного обмена»
(реакции между ионами в растворах электролитов, протекающие с выделением осадка, газа или воды)
VI. Закрепление первоначальных знаний (самостоятельная работа, разноуровневая).
Вариант 1. Для слабых учеников.
1) Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4
2) NaOH + HCl = NaCl + H2O
Вариант 2. Для средних учеников.
Написать реакцию ионного обмена (полное и сокращенное ионное уравнение)
1) СuSO4 + NaOH =
Вариант 3. Для сильных учеников.
Написать реакцию ионного обмена (полное и сокращенное ионное уравнение)
1) Карбонат калия + фосфорная кислота =
2) Хлорид бария + серная кислота =
VII. Домашнее задание § 44 упр.1 стр.167
С какими веществами может реагировать фосфорная кислота, образуя а) газ; б) воду; в) осадок?
Запишите уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращённом ионном видах.
