1) Выпишите формулы солей с общим анионом: Na₃PO₄, Cu(NO₃)₂, AlCl₃, MgSO₄, CaCl₂, K₂SO₄, Ca(NO₃)₂, Li₂SO₄, K₃PO₄, ZnCl₂, Ca₃(PO₄)₂, Ba(PO₃)₂. С какими кислотами эти соли имеют общий анион? Напишите формулы этих кислот. Дайте названия солям и кислотам.
2) Какие из этих реакций осуществимы?
а) BaCl₂ + H₂SO₄ =
б) Pb(NO₃)₂ + HI =
в) KNO₃ + HCl =
Сделайте вывод: могут ли кислоты вступать в реакции ионного обмена? Ответ обоснуйте.

1. Формулы солей с общим анионом. Названия солей и соответствующих кислот

Анион — это отрицательно заряженный ион, который входит в состав соли и образуется при диссоциации кислоты.

Рассмотрим предложенные соли и распределим их по группам в зависимости от общего аниона.

1) Соли с общим анионом PO₄³⁻ (фосфат-ион):

• Na₃PO₄ — фосфат натрия.

• K₃PO₄ — фосфат калия.

• Ca₃(PO₄)₂ — фосфат кальция.

Общая кислота — H₃PO₄, ортофосфорная кислота.

2) Соли с общим анионом NO₃⁻ (нитрат-ион):

• Cu(NO₃)₂ — нитрат меди(II).

• Ca(NO₃)₂ — нитрат кальция.

Общая кислота — HNO₃, азотная кислота.

3) Соли с общим анионом Cl⁻ (хлорид-ион):

• AlCl₃ — хлорид алюминия.

• CaCl₂ — хлорид кальция.

• ZnCl₂ — хлорид цинка.

Общая кислота — HCl, соляная (хлороводородная) кислота.

4) Соли с общим анионом SO₄²⁻ (сульфат-ион):

• MgSO₄ — сульфат магния.

• K₂SO₄ — сульфат калия.

• Li₂SO₄ — сульфат лития.

Общая кислота — H₂SO₄, серная кислота.

5) Соль с анионом PO₃⁻ (метафосфат-ион):

- Ba(PO₃)₂ — метафосфат бария.

Соответствующая кислота — HPO₃, метафосфорная кислота.

Таким образом, соли можно распределить на пять групп по общим анионам.

2. Какие из реакций осуществимы?

Реакции ионного обмена протекают в растворах между электролитами. Обычно они осуществимы, если в результате реакции образуется осадок, газ или слабый электролит (например, вода).

Рассмотрим каждую реакцию.

а) BaCl₂ + H₂SO₄ =

Хлорид бария взаимодействует с серной кислотой. Образуется нерастворимый сульфат бария, выпадающий в осадок.

Уравнение реакции:

Названия веществ:

• BaCl₂ — хлорид бария;

• H₂SO₄ — серная кислота;

• BaSO₄ — сульфат бария;

• HCl — соляная кислота.

Причина: образуется нерастворимый осадок BaSO₄.

б) Pb(NO₃)₂ + HI =

Нитрат свинца(II) взаимодействует с иодоводородной кислотой. В результате образуется нерастворимый иодид свинца(II), который выпадает в осадок.

Уравнение реакции:

Названия веществ:

• Pb(NO₃)₂ — нитрат свинца(II);

• HI — иодоводородная кислота;

• PbI₂ — иодид свинца(II);

• HNO₃ — азотная кислота.

Причина: образуется нерастворимый осадок PbI₂.

в) KNO₃ + HCl =

При обмене ионами формально могли бы образоваться нитрат калия и хлорид калия:

Однако все вещества, участвующие в этой реакции, хорошо растворимы в воде и являются сильными электролитами.

В растворе не образуется ни осадок, ни газ, ни слабый электролит. Поэтому фактически ионного обмена не происходит.

Вывод

Кислоты могут вступать в реакции ионного обмена с солями, если в результате реакции образуется осадок, газ или слабый электролит.

Например:

• В реакции BaCl₂ с H₂SO₄ образуется нерастворимый осадок BaSO₄.

• В реакции Pb(NO₃)₂ с HI образуется нерастворимый осадок PbI₂.

• В реакции KNO₃ с HCl все вещества остаются растворимыми сильными электролитами, поэтому реакция не протекает.

Следовательно, кислоты вступают в реакции ионного обмена, но такие реакции возможны только при наличии условия, обеспечивающего их протекание: образования осадка, газа или слабого электролита.