Как составлять ионные уравнения. Задача 31 на ЕГЭ по химии

Достаточно часто школьникам и студентам приходится составлять т. н. ионные уравнения реакций. В частности, именно этой теме посвящена задача 31, предлагаемая на ЕГЭ по химии. В данной статье мы подробно обсудим алгоритм написания кратких и полных ионных уравнений, разберем много примеров разного уровня сложности.

Видео:Химия | Молекулярные и ионные уравненияСкачать

Зачем нужны ионные уравнения

Напомню, что при растворении многих веществ в воде (и не только в воде!) происходит процесс диссоциации — вещества распадаются на ионы. Например, молекулы HCl в водной среде диссоциируют на катионы водорода (H + , точнее, H 3 O + ) и анионы хлора (Cl — ). Бромид натрия (NaBr) находится в водном растворе не в виде молекул, а в виде гидратированных ионов Na + и Br — (кстати, в твердом бромиде натрия тоже присутствуют ионы).

Записывая «обычные» (молекулярные) уравнения, мы не учитываем, что в реакцию вступают не молекулы, а ионы. Вот, например, как выглядит уравнение реакции между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Разумеется, эта схема не совсем верно описывает процесс. Как мы уже сказали, в водном растворе практически нет молекул HCl, а есть ионы H + и Cl — . Так же обстоят дела и с NaOH. Правильнее было бы записать следующее:

H + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H 2 O. (2)

Это и есть полное ионное уравнение . Вместо «виртуальных» молекул мы видим частицы, которые реально присутствуют в растворе (катионы и анионы). Не будем пока останавливаться на вопросе, почему H 2 O мы записали в молекулярной форме. Чуть позже это будет объяснено. Как видите, нет ничего сложного: мы заменили молекулы ионами, которые образуются при их диссоциации.

Впрочем, даже полное ионное уравнение не является безупречным. Действительно, присмотритесь повнимательнее: и в левой, и в правой частях уравнения (2) присутствуют одинаковые частицы — катионы Na + и анионы Cl — . В процессе реакции эти ионы не изменяются. Зачем тогда они вообще нужны? Уберем их и получим краткое ионное уравнение:

H + + OH — = H 2 O. (3)

Как видите, все сводится к взаимодействию ионов H + и OH — c образованием воды (реакция нейтрализации).

Все, полное и краткое ионные уравнения записаны. Если бы мы решали задачу 31 на ЕГЭ по химии, то получили бы за нее максимальную оценку — 2 балла.

Итак, еще раз о терминологии:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O — молекулярное уравнение («обычное» уравнения, схематично отражающее суть реакции);
• H + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H 2 O — полное ионное уравнение (видны реальные частицы, находящиеся в растворе);
• H + + OH — = H 2 O — краткое ионное уравнение (мы убрали весь «мусор» — частицы, которые не участвуют в процессе).

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Алгоритм написания ионных уравнений

1. Составляем молекулярное уравнение реакции.
2. Все частицы, диссоциирующие в растворе в ощутимой степени, записываем в виде ионов; вещества, не склонные к диссоциации, оставляем «в виде молекул».
3. Убираем из двух частей уравнения т. н. ионы-наблюдатели, т. е. частицы, которые не участвуют в процессе.
4. Проверяем коэффициенты и получаем окончательный ответ — краткое ионное уравнение.

Пример 1 . Составьте полное и краткое ионные уравнения, описывающие взаимодействие водных растворов хлорида бария и сульфата натрия.

Решение . Будем действовать в соответствии с предложенным алгоритмом. Составим сначала молекулярное уравнение. Хлорид бария и сульфат натрия — это две соли. Заглянем в раздел справочника «Свойства неорганических соединений». Видим, что соли могут взаимодействовать друг с другом, если в ходе реакции образуется осадок. Проверим:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 &#x2193 + 2NaCl.

Таблица растворимости подсказывает нам, что BaSO 4 действительно не растворяется в воде (направленная вниз стрелка, напомню, символизирует, что данное вещество выпадает в осадок). Молекулярное уравнение готово, переходим к составлению полного ионного уравнения. Обе соли, присутствующие в левой части, записываем в ионной форме, а вот в правой части оставляем BaSO 4 в «молекулярной форме» (о причинах этого — чуть позже!) Получаем следующее:

Ba 2+ + 2Cl — + 2Na + + SO 4 2- = BaSO 4 &#x2193 + 2Cl — + 2Na + .

Осталось избавиться от балласта: убираем ионы-наблюдатели. В данном случае в процессе не участвуют катионы Na + и анионы Cl — . Стираем их и получаем краткое ионное уравнение:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 &#x2193.

А теперь поговорим подробнее о каждом шаге нашего алгоритма и разберем еще несколько примеров.

Видео:Химия. Молекулярные и ионные уравненияСкачать

Как составить молекулярное уравнение реакции

Должен сразу вас разочаровать. В этом пункте не будет однозначных рецептов. Действительно, вряд ли можно рассчитывать, что я смогу разобрать здесь ВСЕ возможные уравнения реакций, которые могут встретиться вам на ЕГЭ или ОГЭ по химии.

Ваш помощник — раздел «Свойства неорганических соединений». Если вы хорошо знакомы с четырьмя базовыми классами неорганических веществ (оксиды, основания, кислоты, соли), если вам известны химические свойства этих классов и методы их получения, можете на 95% быть уверены в том, что у вас не будет проблем на экзамене с написанием молекулярных уравнений.

Оставшиеся 5% — это некоторые «специфические» реакции, которые мы не сможем перечислить. Не будем лить слез по поводу этих 5%, а вспомним лучше номенклатуру и химические свойства базовых классов неорганических веществ. Три задания для самостоятельной работы:

Упражнение 1 . Напишите молекулярные формулы следующих веществ: оксид фосфора (V), нитрат цезия, сульфат хрома (III), бромоводородная кислота, карбонат аммония, гидроксид свинца (II), фосфат стронция, кремниевая кислота. Если при выполнении задания у вас возникнут проблемы, обратитесь к разделу справочника «Названия кислот и солей».

Упражнение 2 . Дополните уравнения следующих реакций:

1. KOH + H 2 SO 4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O=
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg(NO 3 ) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

Упражнение 3 . Напишите молекулярные уравнения реакций (в водном растворе) между: а) карбонатом натрия и азотной кислотой, б) хлоридом никеля (II) и гидроксидом натрия, в) ортофосфорной кислотой и гидроксидом кальция, г) нитратом серебра и хлоридом калия, д) оксидом фосфора (V) и гидроксидом калия.

Искренне надеюсь, что у вас не возникло проблем с выполнением этих трех заданий. Если это не так, необходимо вернуться к теме «Химические свойства основных классов неорганических соединений».

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Как превратить молекулярное уравнение в полное ионное уравнение

Начинается самое интересное. Мы должны понять, какие вещества следует записывать в виде ионов, а какие — оставить в «молекулярной форме». Придется запомнить следующее.

В виде ионов записывают:

• растворимые соли (подчеркиваю, только соли хорошо растворимые в воде);
• щелочи (напомню, что щелочами называют растворимые в воде основания, но не NH 4 OH);
• сильные кислоты (H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, HBr, HI, HClO 4 , HClO 3 , H 2 SeO 4 , . ).

Как видите, запомнить этот список совсем несложно: в него входят сильные кислоты и основания и все растворимые соли. Кстати, особо бдительным юным химикам, которых может возмутить тот факт, что сильные электролиты (нерастворимые соли) не вошли в этот перечень, могу сообщить следующее: НЕвключение нерастворимых солей в данный список вовсе не отвергает того, что они являются сильными электролитами.

Все остальные вещества должны присутствовать в ионных уравнениях в виде молекул. Тем требовательным читателям, которых не устраивает расплывчатый термин «все остальные вещества», и которые, следуя примеру героя известного фильма, требуют «огласить полный список» даю следующую информацию.

В виде молекул записывают:

• все нерастворимые соли;
• все слабые основания (включая нерастворимые гидроксиды, NH 4 OH и сходные с ним вещества);
• все слабые кислоты (H 2 СO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, практически все органические кислоты . );
• вообще, все слабые электролиты (включая воду. );
• оксиды (всех типов);
• все газообразные соединения (в частности, H 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 S, CO);
• простые вещества (металлы и неметаллы);
• практически все органические соединения (исключение — растворимые в воде соли органических кислот).

Уф-ф, кажется, я ничего не забыл! Хотя проще, по-моему, все же запомнить список N 1. Из принципиально важного в списке N 2 еще раз отмечу воду.

Пример 2 . Составьте полное ионное уравнение, описывающие взаимодействие гидроксида меди (II) и соляной кислоты.

Решение . Начнем, естественно, с молекулярного уравнения. Гидроксид меди (II) — нерастворимое основание. Все нерастворимые основания реагируют с сильными кислотами с образованием соли и воды:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

А теперь выясняем, какие вещества записывать в виде ионов, а какие — в виде молекул. Нам помогут приведенные выше списки. Гидроксид меди (II) — нерастворимое основание (см. таблицу растворимости), слабый электролит. Нерастворимые основания записывают в молекулярной форме. HCl — сильная кислота, в растворе практически полностью диссоциирует на ионы. CuCl 2 — растворимая соль. Записываем в ионной форме. Вода — только в виде молекул! Получаем полное ионное уравнение:

Сu(OH) 2 + 2H + + 2Cl — = Cu 2+ + 2Cl — + 2H 2 O.

Пример 3 . Составьте полное ионное уравнение реакции диоксида углерода с водным раствором NaOH.

Решение . Диоксид углерода — типичный кислотный оксид, NaOH — щелочь. При взаимодействии кислотных оксидов с водными растворами щелочей образуются соль и вода. Составляем молекулярное уравнение реакции (не забывайте, кстати, о коэффициентах):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 — оксид, газообразное соединение; сохраняем молекулярную форму. NaOH — сильное основание (щелочь); записываем в виде ионов. Na 2 CO 3 — растворимая соль; пишем в виде ионов. Вода — слабый электролит, практически не диссоциирует; оставляем в молекулярной форме. Получаем следующее:

СO 2 + 2Na + + 2OH — = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Пример 4 . Сульфид натрия в водном растворе реагирует с хлоридом цинка с образованием осадка. Составьте полное ионное уравнение данной реакции.

Решение . Сульфид натрия и хлорид цинка — это соли. При взаимодействии этих солей выпадает осадок сульфида цинка:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS&#x2193 + 2NaCl.

Я сразу запишу полное ионное уравнение, а вы самостоятельно проанализируете его:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl — = ZnS&#x2193 + 2Na + + 2Cl — .

Предлагаю вам несколько заданий для самостоятельной работы и небольшой тест.

Упражнение 4 . Составьте молекулярные и полные ионные уравнения следующих реакций:

1. NaOH + HNO 3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca(NO 3 ) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Упражнение 5 . Напишите полные ионные уравнения, описывающие взаимодействие: а) оксида азота (V) с водным раствором гидроксида бария, б) раствора гидроксида цезия с иодоводородной кислотой, в) водных растворов сульфата меди и сульфида калия, г) гидроксида кальция и водного раствора нитрата железа (III).

В следующей части статьи мы научимся составлять краткие ионные уравнения и разберем большое количество примеров. Кроме того, мы обсудим специфические особенности задания 31, которое вам предстоит решать на ЕГЭ по химии.

Видео:Ионные уравнения реакций. По сокращенному ионному уравнению составляем полное ионное и молекулярное.Скачать

Реакции обмена и химические уравнения для них

О чем эта статья:

Видео:как составить к сокращенному ионному уравнению молекулярноеСкачать

Что такое реакция ионного обмена

Чтобы дать определение понятию «реакция ионного обмена», разберем его на составные части:

обмен — значит, что у нас есть два сложных вещества, которые чем-то обмениваются между собой;

ионный — значит, что эти вещества обмениваются между собой ионами, то есть заряженными частицами.

Теперь соединим все вместе и получим, что реакция ионного обмена — это химическая реакция между двумя сложными веществами, которая приводит к обмену заряженными частицами (ионами), в результате чего образуются новые сложные соединения.

С определением разобрались, теперь нужно понять, есть ли какие-то условия, которые гарантируют нам протекание химической реакции. С этим нам поможет правило Бертолле.

А между какими соединениями протекают реакции ионного обмена? На самом деле все просто: это кислоты, гидроксиды (растворимые и нерастворимые) и соли.

Видео:Реакции ионного обмена. 9 класс.Скачать

Примеры реакций ионного обмена

Давайте рассмотрим примеры, которые характеризуют каждый из трех признаков протекания химической реакции:

Образование малодиссоциирующего вещества (воды):

NaOH + HCl = H₂O + NaCl.

Видео:Ионные уравнения реакций. Как составлять полные и сокращенные уравненияСкачать

Составление уравнений обменных реакций

Химические уравнения реакций обмена можно записать:

в молекулярной форме:

в полной ионной форме — с указанием всех существующих в растворе ионов:

2Na + + 2Cl − + Pb 2+ + 2NO₃ − = PbCl↓ + 2Na + + 2NO₃ − .

в сокращенной ионной форме, которая, собственно, и выражает взаимодействие ионов:

Pb 2+ + 2Cl − = PbCl↓.

Перейдем к правилам записи ионных уравнений:

Записываем уравнение в молекулярном виде и обязательно расставляем коэффициенты.

Далее с помощью таблицы растворимости определяем растворимость каждого химического соединения.

Составляем полное ионное уравнение с учетом коэффициентов и не забываем указывать заряды ионов.

Важно помнить, что мы не расписываем на ионы нерастворимые соединения, воду, оксиды, все слабые электролиты, анионы кислотных остатков кислых солей слабых кислот и катионы основных солей слабых оснований, а также комплексные катионы. Их следует оставить в молекулярной форме.

Находим одинаковые ионы в левой и правой частях полного ионного уравнения и сокращаем их.

Далее переписываем оставшихся участников ионного уравнения и получаем сокращенное ионное уравнение.

Видео:составляем молекулярные уравнения по сокращённым ионнымСкачать

Практика

Чтобы новые знания лучше усвоились, немного попрактикуемся. Для проиллюстрированных химических реакций обмена нужно составить молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнения:

Решать задачки гораздо интереснее на интерактивной платформе с мгновенной проверкой. А опытный преподаватель тут же поможет разобраться, если ответ получился неправильным или что-то осталось непонятным. Все это ждет учеников на онлайн-курсах по химии в школе Skysmart.

Видео:Реакции ионного обмена. 9 класс.Скачать

Записи молекулярных и ионно-молекулярных уравнений реакций обмена

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Решение задач на составление химических уравнений реакций

Задание 193.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Na₃PO₄ и СаСI₂ б) К₂CO₃ и ВаСl₂; в) Zn(OH)₂ и КОН.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате реакций происходит связывание ионов с образованием осадков Са₃(РО4)₂ и BaCO₃ соответственно в реакциях (а) и (б), а в реакции (в) ионы ОН — связываются с нерастворимым основанием Zn(OH)₂ с образованием комплексного иона [Zn(OH)4]2-. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [а) Na + , C l- ; б) K + , Cl — ; в) K + ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

Задание 194.
Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
Fe(OH)₃ + 3H + = Fe + 3H₂O
Cd 2+ + 2OH — = Cd(OH)₂
H + + NO₂ — = HNO₂
Решение:
В левых частях данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, а в первой реакции ещё и нерастворимое основание Fe(OH)₃ следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов и нерастворимого основания. Например:

Задание 195.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) СdS и HCl; б) Сг(ОН)₃ и NаОН; в) Ва(ОН)₂ и СоСl₂.
Решение:
Молекулярные формы уравнений реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате реакций происходит связывание ионов с образованием слабого электролита H2S при растворении малорастворимого соединения ) CdS в реакции (а), растворение малорастворимого основания Cr(OH)₃ в щёлочи с образованием комплексного иона [Cr(OH)₆] 3- в реакции (б) и образование осадка Co(OH)₂ в реакции (в). Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [а) Cl — ; б) Na + ; в) Ba 2+ , Cl — ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

а) CdS + 2H+ = Cd 2+ + H2S↑;
б) Cr(OH)₃ + 3OH- = [Cr(OH)6] 3- ;
в) Co 2+ + 2ОН — = Co(OH) ↓ ₂.

Задание 196.
Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) Zn 2+ + Н₂S = ZnS ↓ + 2H +
б) НСО₃ — + H + = Н₂O + СО₂ ↑;
в) Аg + + Сl — = АgС1 ↓
Решение:
В левых частях данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

Задание 197.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Н₂SO₄ и Ва(ОН)₂; б) ЕеСl₃ и NH₄OH б) ЕеСl₃ и NH4OH; в) СH₃COONa и HCl.
Решение:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате реакций происходит связывание ионов с образованием осадка BaSO₄ и слабого электролита Н₂О в реакции (а) и осадка Fe(OH)₃ в реакции (б), а также образование слабого электролита СH₃COOH в реакции (в). Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [б) NH₄ + , Cl — ; в) Na + , Cl — ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

а) 2H + + SO₄ 2- + Ba 2+ + 2OH — = BaSO₄ ↓ + 2H₂O;
б) Ее 3+ + 3OH — = Fe(OH)₃ ↓ ;
в) СH3COO — + H + = СH₃COOH.

Задание 198.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) FeCl₃ и КОН; б) NiSO₄ и (NH₄)₂S; в) МgCO₃ и HNO₃.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате реакций происходит связывание ионов с образованием осадков Fe(OH)₃ и NiS в реакциях (а) и (б); растворение осадка МgCO₃ и выделение газа СО₂ и слабого электролита Н₂О в реакции (в). Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [а) K+, Cl — б) NH₄ + , SO₄ 2- ; в) NO₃ — ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

Задание 199.
Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:а) Ве(ОН)₂ + 2ОН — = ВеО₂ 2- + 2Н₂О
б) СН3СОО — + Н + = СН₃СООН
в)Ва 2+ + SO₄ 2 — = BaSO₄ ↓
Решение:
В левых частях данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, а также растворение осадка Ве(ОН)₂, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

Задание 200.
Какие из веществ — NaCl, NiSO₄, Ве(ОН)₂, КНСО₃ — взаимодействуют с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
Решение:
а) NaCl и NaOH – сильные электролиты, которые в водных растворах диссоциируют:
NaCl ⇔ Na + + Cl — ; NaOH ⇔ Na + + OH — . При смешении растворов NaCl и NaOH не происходит связывание ионов Na₊, Cl — и ОН — друг с другом с образованием осадка, газа или слабого электролита, поэтому реакция не протекает.

б) NiSO₄ и NaOH — электролиты, которые в водных растворах диссоциируют:
NiSO₄ ⇔ Ni 2+ + SO₄2-; NaOH ⇔ Na + + ОН — . При смешении растворов NiSO₄ и NaOH происходит связывание ионов Ni 2+ и ОН — друг с другом с образованием малорастворимого электролита Ni(OH)₂, реакция протекает:

NiSO₄ +2NaOH = Ni(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄ (молекулярная форма);
Ni 2+ + 2ОН — ⇔ Ni(OH)₂↓ (ионно-молекулярная форма).

в) Ве(ОН)₂ и NaOH взаимодействуют друг с другом, так как происходит связывание ионов ОН — с молекулами Ве(ОН)₂ с образованием комплексного иона [Be(OH)₄] 2- , при этом происходит растворение осадка:

г) КНСО₃ и NaOH – сильные электролиты, которые в водном растворе диссоциируют:
КНСО₃ ⇔ К + + НСО₃-; NaOH ⇔ Na + + OH — . Реакция не протекает, потому что при смешении растворов этих соединений связывание ионов с образованием осадка, газа или слабого электролита не происходит.

🎦 Видео

9 класс. Реакции ионного обмена. Ионные уравнения.Скачать

РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА и условия их протекания | Как составлять молекулярные и ионные уравненияСкачать

Как составлять ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ | 4 лайфхака - 95 ВСЕХ РЕАКЦИЙ в химии!Скачать

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Уравнения химический реакций на ОГЭ: как составлять без ошибок?Скачать

Реакции ионного обменаСкачать

Химические Цепочки — Решение Цепочек Химических Превращений // Химия 8 классСкачать

Химия 11 класс: Ионные уравненияСкачать

Ионные уравнения реакций. Составляем полные и сокращенные ионные уравнения. Часть 1.Скачать