Уравнение обмена химия 8 класс примеры

§ 33. Реакция обмена

Познакомимся с последним типом реакций по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции».

В демонстрационную пробирку нальём раствор щёлочи — гидроксида натрия, а затем добавим к нему раствор соли — сульфата меди (II). Выпадет густой синий осадок нерастворимого в воде гидроксида меди (II) (рис. 108). Если небольшую часть содержимого из пробирки, в которой образовался осадок, профильтровать и выпарить несколько капель полученного раствора на часовом стекле, то нетрудно будет заметить появление белых кристалликов соли, образовавшейся в ходе реакции:

Рис. 108. Взаимодействие гидроксида натрия с сульфатом меди (II)

Чтобы подчеркнуть, что в результате реакции образуется осадок нерастворимого в воде гидроксида меди (II), рядом с его формулой в уравнении реакции записывают стрелку, направленную вниз.

Бесспорно, полученная соль может быть только сульфатом натрия Na₂SО₄:

В результате проведённой реакции два сложных вещества ионного строения — гидроксид натрия и сульфат меди (II) — обменялись своими ионами, т. е. произошла реакция обмена, уравнение которой:

Реакции обмена — это реакции, в результате которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.

Аналогично обмениваются ионами в результате реакции обмена иодид натрия и нитрат свинца (II) в растворе. В итоге выпадает жёлтый осадок иодида свинца (II) (рис. 109):

Рис. 109. Взаимодействие иодида натрия с нитратом свинца (II)

В демонстрационную пробирку нальём раствор щёлочи и добавим к нему несколько капель фенолфталеина. Содержимое пробирки окрасится в малиновый цвет, что свидетельствует о щелочной среде раствора. Если же теперь к содержимому пробирки прилить немного раствора кислоты, окраска исчезнет, раствор обесцветится, что является признаком химической реакции (рис. 110).

Рис. 110.
Взаимодействие растворов щёлочи и кислоты

Если несколько капель жидкости, полученной в результате реакции, выпарить на часовом стекле, то на нём образуются кристаллики соли. Ещё одним продуктом проведённой реакции является вода:

щёлочь + кислота → соль + вода.

Обратите внимание, взаимодействуют два сложных вещества: щёлочь, состоящая из ионов металла и гидроксид-ионов, и кислота — молекулярное соединение, которое в растворе образует ионы водорода и кислотного остатка. В итоге образуются два новых сложных вещества: ионное соединение — соль и молекулярное — вода.

В каждом из двух взаимодействующих растворов была своя среда, соответственно щелочная и кислотная. В результате реакции среда стала нейтральной. Поэтому реакцию обмена между кислотами и щелочами называют реакцией нейтрализации.

В демонстрационную пробирку нальём прозрачный бесцветный раствор карбоната натрия и добавим к нему немного раствора азотной кислоты. Признаком химической реакции послужит «вскипание» раствора из-за выделившегося в результате её углекислого газа (рис. 111):

Рис. 111.
Взаимодействие карбоната натрия с азотной кислотой

А откуда взялся углекислый газ? Вероятно, вы вспомните, что угольная кислота — непрочное соединение, которое распадается на углекислый газ и воду:

поэтому уравнение реакции следует записать так:

Сформулируем правило, согласно которому протекают реакции обмена между растворами веществ.

Реакции обмена, протекающие в растворах, идут до конца только в том случае, если в результате их образуется осадок, газ или вода.

Если к раствору хлорида натрия прилить раствор гидроксида калия, то никаких признаков реакции нельзя будет заметить — реакция не идёт, так как в результате её не образуется ни осадка, ни газа, ни воды:

Ключевые слова и словосочетания

1. Реакции обмена.
2. Реакции нейтрализации.
3. Условия протекания реакций обмена в растворах до конца.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

1. Какие реакции называют реакциями обмена? Чем они отличаются от реакций соединения, разложения и замещения?
2. Можно ли утверждать, что взаимодействие раствора карбоната какого-либо металла и кислоты является только реакцией обмена? Почему?
3. Запишите уравнения реакций обмена между растворами: а) хлорида кальция и фосфата калия; б) серной кислоты и гидроксида железа (III).
4. Какие из реакций обмена, схемы которых:

будут протекать до конца? Для ответа воспользуйтесь таблицей растворимости гидроксидов и солей в воде.

Определите количество вещества гидроксида натрия, которое потребуется для полной нейтрализации 980 г 30% -го раствора фосфорной кислоты.

Вычислите количество вещества и массу осадка, выпавшего при взаимодействии 980 г 20%-го раствора сульфата меди (II) с необходимым количеством гидроксида калия.

Урок химии в 8-м классе «Реакции обмена»

Разделы: Химия

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Основная цель урока: Развитие знаний учащихся о химических реакциях при формировании представлений о реакции обмена.

Задачи урока

• Образовательная: ввести основное понятие-реакция обмена, сформировать понятие реакции нейтрализации, как частного случая реакции обмена. Продолжить формирование умения записывать уравнения и предвидеть продукты реакций обмена. Научить сравнивать конкретные уравнения реакций и узнавать тот или иной тип реакций. Дать первоначальное понятие об условиях течения реакций между растворами (правило Бертолле). Продолжить отработку навыков и умений в составлении формул веществ, схем химических реакций.
• Воспитательная: воспитывать чувство ответственности за свои действия в процессе обучения, при проведении лабораторных опытов, соблюдение правил техники безопасности при работе с химическими веществами.
• Развивающая: развивать химический язык, культуру речи, взаимоотношения. Способствовать развитию умений анализировать и обобщать, делать выводы в процессе беседы, демонстрации эксперимента, лабораторного опыта, развивать умения работать с таблицей растворимости, работать в парах, развивать умения применять имеющиеся знания в новой ситуации посредством составления уравнений.

Оборудование и реактивы: держатель для пробирок, CuO, растворы HCl, H₂SO₄, CuSO₄, NaOH, Na₂SO₄, BaCl₂, KCl, фенолфталеин, компьютер, проектор, ПСХЭ, таблица растворимости; на партах учеников инструктаж по технике безопасности и р-ры HNO₃ и Na₂CO₃.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала.

2.1. Проверка домашнего задания: (3 ученика у доски)

Закончите уравнения реакций, укажите тип реакции.
А) Li + O2 → ? Б) HgO →? В) Zn + CuSO4 →
2.2. Фронтальный опрос:

1. Изучению какой темы мы посвятили последние несколько уроков?
2. Что такое химическая реакция?
3. По каким признакам можно судить, что происходит химическая реакция?
4. Назовите условия, необходимые для возникновения химических реакций.
5. Какие типы химических реакций вы знаете?
6. Какая реакция называется реакцией соединения? Разложения? Замещения?

Далее слушаем ответы учеников у доски.
Затем учитель предлагает определить типы химической реакции (на слайде записаны):

Идет обсуждение.
Вопрос: Как вы думаете, к какому типу относится последняя химическая реакция?
Ученики затрудняются определить тип 4 реакции.
Учитель: Это-наша новая тема, то есть эта реакция является реакцией обмена, о которой мы сегодня узнаем.
Ученики в тетрадях записывают тему урока:»Реакции обмена».

3. Усвоение новых знаний и способов действий.

Учитель: Ребята, давайте попробуем самостоятельно вывести определение реакции обмена. Запись в тетрадь: Реакции обмена-это реакции, протекающие между двумя сложными веществами, в результате чего они обмениваются своими составными частями.

3.1. а) Демонстрация опыта (NaOH и HCl).

Беседа с классом:

1. Какая химическая связь в NaOH?
2. Какие частицы образуются в растворах гидроксида натрия и соляной кислоты?
   (В р-ре гидроксида натрия Na + и OH — , а в растворе соляной кислоты H + и Cl — ).
3. Какие это ионы по составу? По заряду?

(Na + , Cl — и H + -простые, а ОН — -сложный; Na + и H + -катионы, а ОН — и Cl — -анионы).
Запись уравнения реакции

Na + OH — + H + Cl — = Na + Cl — + H + OH —
(Н₂О)
Вопрос классу:
1)Какая среда в растворе гидроксида натрия? (Ответ:щелочная).
2)Какая среда в растворе кислоты? (Ответ: кислотная).
3)Какая среда в воде? (Ответ: нейтральная).

щелочная +кислотная =нейтральная
среда среда среда
( ОН — + Н + = Н2О )

Учитель: Ребята, а какое еще можно дать определение реакции обмена, если реакция протекает между веществами в растворе?

Вывод: Тип реакции-реакция обмена (обмен ионами).
Вид реакции-реакция нейтрализации.
(Ученики сами формулируют понятия).

3.2. б) Демонстрация реакции между нерастворимым основанием и кислотой:
гидроксидом меди (II) и соляной кислотой.

Учитель перед учениками выставляет проблему:
Мы рассмотрели реакцию растворимого основания с кислотой. А будет ли реакция протекать между нерастворимым основанием и кислотой? И будет ли она относится к реакции нейтрализации?

1) Получение нерастворимого основания Cu(OH)₂
Запись уравнения реакции учеником:
СuSO₄ + 2 NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ ↓
2) Демонстрация реакции между нерастворимым основанием и кислотой:
гидроксидом меди (II) и соляной кислотой.

На доске ученик записывает уравнение реакции
Cu(OH)₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O

Ученики рассуждают и приходят к выводу, что реакция между нерастворимым основанием и кислотой не является реакцией нейтрализации, но нейтрализовать кислотой нерастворимое основание можно.

3.3.Учитель: Назовите в каких классах соединений мы встречаем ионную связь?
(Ответ: ионная связь в солях и основаниях).
Учитель перед учениками выставляет новую проблему.
Вопрос: А будет ли протекать реакция, т.е. обмен ионами а) между солями?
б) солью и кислотой?
Демонстрация:
А) Na₂SO₄ и BaCl₂ Б) Н₂SO₄ и BaCl₂
Уравнения записывают ученики. Работают с таблицей растворимости.

3.4. Лабораторный опыт.

Инструктаж по ТБ
Ученики проводят реакцию между Na2CO3 и HNO3
Записывают уравнение реакции, работают с таблицей растворимости, рассуждают.

Подводится итог этой части урока. Ученики делают вывод: реакции обмена протекают между сложными веществами, т.е. между основаниями и кислотами, солями и щелочами, солями и кислотами, между солями.

3.5. Учитель перед классом ставит проблемный вопрос:
Будет ли протекать реакция между оксидами металлов и кислотами?
Демонстрируется взаимодействие оксида меди(II) с раствором серной кислоты при нагревании.
Ученик на доске записывает уравнение реакции:
CuO + Н₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3.6. Условия течения реакций между растворами до конца.
Эта часть урока дается только на предмет возможности протекания реакций между растворами до конца.
Учитель перед классом ставит проблемный вопрос:
Все ли реакции, протекающие в растворах между двумя сложными веществами, будут протекать до конца?
Правило Бертолле (слайд). Газ, осадок, вода.

3.7. Демонстрация опыта: NaOH и KCl

NaOH + KCl ≠ NaCl + KOH

Ученики фиксируют, что нет признаков реакции, записывают уравнение реакции, работают с таблицей растворимости, делают вывод, что данная реакция не идет до конца, т.к. не происходит связывания ионов.

4. Закрепление и применение полученных знаний.

5. Рефлексия.
Учитель задает вопрос: Что нового вы узнали на уроке?

6. Подведение итогов занятия.

Подведем итоги нашего урока-точно сформулируем понятия:

• Реакция обмена
• Реакция нейтрализации
• Условия течения реакции между растворами до конца

7. Домашнее задание:
Учебник: О.С.Габриелян. Химия 8 класс. Дрофа 2007.
§32, № 3 (а), № 4(в,г,д), №6(задача).

Уравнение обмена химия 8 класс примеры

Ключевые слова конспекта: свойства ионов, определение ионов, реакции ионного обмена, ионное уравнение, реакции в растворах электролитов.

Свойства ионов

Число электронов в атоме равно числу протонов. Протоны и нейтроны прочно связаны друг с другом и образуют ядро атома. Ион – атом или часть молекулы, где есть неравное количество электронов и протонов. Если электронов больше, чем протонов, то ион называют отрицательным. Иначе ион называют положительным.

Ионы отличаются от атомов строением и свойствами. Некоторые ионы бесцветны, а другие имеют определенный цвет. Для каждого из ионов характерны специфические химические свойства.

Таблица 1. Определение ионов

Определяемый ион

Реактив, содержащий ион

Результат реакции

Н +ИндикаторыИзменение окраскиAg +Cl –Белый осадокCu 2+OH –Синий осадокS 2–Черный осадок Окрашивание пламени в сине-зеленый цветFe 2 +OH –Зеленоватый осадок, который с течением времени буреетFe 3+OH –Осадок бурого цветаZn 2+OH –Белый осадок, при избытке ОН – растворяетсяS 2 –Белый осадокАl 3+OH –Белый желеобразный осадок, который при избытке ОН – растворяетсяNH₄ +OH –Запах аммиакаBa 2+SO₄ 2 –Белый осадок Окрашивание пламени в желто-зеленый цветCa 2 +CO₃ 2 –Белый осадок Окрашивание пламени в кирпично-красный цветNa +Цвет пламени желтыйK +Цвет пламени фиолетовый (через кобальтовое стекло)Cl –Ag +Белый осадокH₂SO₄*Выделение бесцветного газа с резким запахом (НСl)Br –Ag +Желтоватый осадокH₂SO₄*Выделение SO₂ и Вг₂ (бурый цвет)I –Ag +Желтый осадокH₂SO₄*Выделение H₂S и I₂ (фиолетовый цвет)SO₃ 2 –H +Выделение SO₂ — газа с резким запахом, обесцвечивающего раствор фуксина и фиолетовых чернилCO₃ 2 –H +Выделение газа без запаха, вызывающего помутнение известковой водыСН₃СОО –H₂SO₄Появление запаха уксусной кислотыNO₃ –H₂SO₄(конц.) и CuВыделение бурого газаSO₄ 2 –Ba 2+Белый осадокPO₄ 3 –Ag +Желтый осадокOH –ИндикаторыИзменение окраски индикаторов

* При определении галогенид-ионов с помощью серной кислоты используют твердую соль.

Ионное уравнение

В водных растворах все электролиты в той или иной степени распадаются на ионы и реакции происходят между ионами.

Сущность реакций в растворах электролитов отражается ионным уравнением. В ионном уравнении учитывается то, что сильный электролит в растворе находится в диссоциированном виде. Формулы слабых электролитов и нерастворимых в воде веществ в ионных уравнениях принято записывать в недиссоциированной на ионы форме. Растворимость электролита в воде нельзя считать критерием его силы. Многие нерастворимые в воде соли являются сильными электролитами, однако концентрация ионов в растворе оказывается низкой вследствие низкой растворимости. Именно поэтому в уравнениях их формулы записывают в недиссоциированной форме.

При составлении ионных уравнений реакций с участием сильных кислот часто для упрощения записывают формулу иона Н + , а не H₃O + .

Реакции в растворах электролитов происходят в направлении связывания ионов. Существует несколько форм связывания ионов: образование осадков, выделение газообразных веществ, образование слабых электролитов. Рассмотрим конкретные примеры:

1. Образование осадков.

Уравнение в молекулярном виде: Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ = СаСO₃↓ + 2NaNO₃

Полное ионное уравнение:

Сокращенное ионное уравнение:

1. Образование слабых электролитов (например, воды, слабых кислот):

а) КОН + НCl = КCl + H₂O
К + + OH – + Н + + Cl – = К + + Cl – + H₂O
OH – + Н + = H₂O

б) HNO₂ – азотистая кислота (слабая):
NaNO₂ + НCl = NaCl + HNO₂
Na + + NO₂ + Н + + Cl – = Na + + Cl – + HNO₂
NO₂ – + Н + = HNO₂

Иногда реакции в растворах электролитов осуществляются с участием нерастворимых веществ или слабых электролитов в направлении более полного связывания ионов. Например, мрамор растворяется в соляной кислоте с образованием углекислого газа:

Таблица 2. Уравнения ионных реакций

Реакции ионного обмена

Для ионных реакций выражение «в молекулярном виде», как и сама запись, является условным. При анализе приведенных в Таблице 2 уравнений реакций выясняется, что реакции ионного обмена протекают до конца в следующих случаях:

1. если выпадает осадок;
2. если выделяется газ;
3. если образуется малодиссоциирующее вещество, например вода.

Если в растворе нет таких ионов, которые могут связываться между собой, реакция обмена не протекает до конца, т. е. является обратимой. При составлении уравнений таких реакций, как и при составлении уравнений диссоциации слабых электролитов, ставится знак обратимости.

Чтобы сделать вывод о протекании реакции ионного обмена до конца, надо использовать данные таблицы растворимости солей, оснований и кислот в воде.

Чтобы составить уравнения всех возможных реакций, в которых участвуют хлорид магния и другие растворимые в воде вещества, рассуждают так:

• Убеждаются, растворимо ли в воде взятое вещество, в данном случае хлорид магния MgCl2.
• Приходят к выводу, что хлорид магния MgCl2 будет реагировать только с такими растворимыми в воде веществами, которые способны осадить либо ионы Mg 2+ , либо хлорид-ионы Сl – .
• Ионы Mg 2+ можно осадить: а) ионами ОН – , т. е. нужно подействовать любой щелочью, что приведет к образованию малорастворимого гидроксида магния Mg(OH)2; б) при действии растворимыми в воде солями, содержащими один из следующих анионов: . Для этого можно воспользоваться солями натрия, калия и аммония, содержащими указанные анионы, так как эти соли растворимы в воде.
• Хлорид-ионы Сl – можно осадить катионами Ag + + и Pb 2+ . Поэтому для проведения реакции нужно выбрать растворимые соли, содержащие эти катионы.

При составлении уравнений реакций ионного обмена, в которых образуются газообразные вещества, следует учесть, что анионы способны реагировать с кислотами с образованием соответствующего газа, например:

В свете представлений об электролитической диссоциации кислот, оснований и солей общие свойства этих веществ определяются наличием общих ионов, которые входят в их состав

Конспект урока «Реакции ионного обмена. Ионное уравнение». Выберите дальнейшее действие:

📺 Видео