Salze II Die Metathese-Reaktion LÖSUNG Seite 1 von 5 ÜBUNGEN

Salze II
Die Metathese-Reaktion LÖSUNG
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ÜBUNGEN
1) Was bedeutet der Zusatz (aq) in Reaktionsgleichungen?
Aq steht für aquatisiert, das heisst, dass das gelöste Teilchen von einer Hülle aus H2OMolekülen umgeben ist. Bei starken Elektrolyten ist mit aq gemeint, dass der Stoff dissoziiert ist
und dass die gebildeten Ionen aquatisiert vorliegen.
2) Die Neutralisationsreaktion HCl(aq) + NaOH(aq) kann als ein Beispiel einer MetatheseReaktion aufgefasst werden. Zeigen Sie das, in dem Sie die entsprechende Ionengleichung
formulieren.
H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) -----> H2O + Cl-(aq) + Na+(aq)
Aus den starken Elektrolyten NaOH und HCl entsteht der schwache Elektrolyt H2O.
3) Zerlegung einer Metathese-Reaktion in vertraute Teilschritte
BaCO3(s) ⇄ Ba2+(aq) + CO32-(aq)
HCl(aq) ------> H+(aq) + Cl-(aq)
*2
CO32- (aq) + 2 H+ (aq) --------> H2CO3(aq)
H2CO3 (aq) --------> CO2(g)↑ + H2O
BaCO3(s) + 2 HCl(aq) ----------> Ba2+(aq) + 2 Cl-(aq) + CO2(g) + H2O
4) Vervollständigen Sie die folgende Ionengleichungen und geben Sie an, ob ein Niederschlag
entsteht.
2 Na+(aq) + 2 Br-(aq) + Pb2+(aq) + 2 NO3-(aq)
---->
PbBr2(s) + 2 Na+(aq) + 2 NO3-(aq)
Mg2+(aq) + 2 Cl-(aq) + Cu2+(aq) + SO42-(aq)
---->
Keine Reaktion
---->
Fe(OH)3(s) + 3 NO3-(aq) + 3 Na+(aq)
Fe3+(aq) + 3 NO3-(aq) + 3 Na+(aq) +
3 OH-(aq)
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5) Vervollständigen Sie die folgende Gleichungen.
CaI2(aq) + Na2CO3(aq)
----->
CaCO3(s) + 2 NaI(aq)
BaS(aq) + Na2SO4(aq)
----->
BaSO4(s) + Na2S(aq)
CuSO4(aq) + Na2CO3(aq)
----->
CuCO3(s) + Na2SO4(aq)
3 Cu(NO3)2(aq) + 2 Na3PO4(aq)
----->
Cu3(PO4)2(s) + 6 NaNO3(aq)
---->
2 AgCl(s) +
Na2S(aq) + FeCl2(aq)
---->
FeS(s) + 2 NaCl(aq)
Na2CO3(aq) + 2 AgNO3(aq)
----->
Ag2CO3(s) + 2 NaNO3(aq)
2 AgNO3(aq) +
CuCl2(aq)
Cu(NO3)2(aq)
CaCO3(s) +
2 HNO3(aq)
----->
Ca(NO3)2(aq) + CO2(g) + H2O
FeCl3(aq) +
K3PO4(aq)
----->
FePO4(s) + 3 KCl(aq)
ZnSO4(aq) + Ba(OH)2(aq)
----->
Zn(OH)2(s) + BaSO4(s)
Ba(OH)2(aq) + (NH4)2SO4
----->
BaSO4(s) + 2 NH3(g) + 2 H2O
NaNO3(aq) + (NH4)3PO4(aq)
---->
Keine Reaktion
2 NaNO2(s) + H2SO4(l)
---->
Na2SO4(s) + NO + NO2 +H2O
6) Aus den folgenden Gemengen sollen die Kationen in Form reiner Salze isoliert werden.
Zeigen Sie, wie durch geschickte Anwendung der Metathese-Reaktion das Trennproblem gelöst
werden kann.
a)
BaCl2(s) & MgCl2(s)
+ H2O
Ba2+(aq)
+2
Cl-(aq)
+ Mg2+(aq) +2 Cl-(aq)
+ H2SO4(aq)
Ba2+(aq) + 2 Cl-(aq) + Mg2+(aq) +2 Cl-(aq) + 2H+(aq) + SO42-(aq) ------> BaSO4(s) + MgCl2(aq) +
2 HCl(aq)
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b) MgCO3(s) & Na2CO3(s)
3 MgCO3(s) + 2 H3PO4(aq) ------> Mg3(PO4)2(s) + 3 CO2(g) + 3 H2O
3 Na2CO3(s) + 2 H3PO4(aq) ------> 2 Na3PO4(aq) + 3 CO2(g) + 3 H2O
Gemenge mit wässriger Phosphorsäure versetzen dabei zersetzt sich das Carbonat. Die Mg2+Ionen fallen als Magnesiumphosphat aus.
Oder
Mit Wasser versetzen Soda löst sich und Magnesiumcarbonat bleibt ungelöst und kann
abfiltriert werden.
AgNO3(s) & Cu(NO3)2(s)
c)
+ H2O
Ag+(aq) + 3 NO3-(aq) + Cu2+(aq)
+ HCl(aq)
Ag+(aq) + 3 NO3-(aq) + Cu2+(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) --> AgCl(s) + 3 NO3-(aq) + Cu2+(aq) + H+(aq)
d) PbSO4(s) & Cu(NO3)2(s)
Mit Wasser versetzen das Cu(NO3)2 löst sich und PbSO4(s) bleibt ungelöst und kann abfiltriert
werden.
e) Mg(OH)2(s) & BaSO4(s)
Mit HCl versetzen dabei löst sich das Mg(OH)2 und BaSO4(s) kann abfiltriert werden.
Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) ⇄ MgCl2(aq) + 2 H2O
Eindampfen der Mutterlauge (am Besten in Gegenart von überschüssiger HCl) liefert MgCl2.
f) PbCO3(s) & CaCO3(s)
Beide Carbonate sind unlöslich. Zugabe von überschüssiger HCL löst die Carbonate und fällt
die Pb2+-Ionen aus.
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) ⇄ CaCl2(aq) + H2O
PbCO3(s) + 2 HCl(aq) ⇄ PbCl2(s)↓ + H2O
Ausführlicher:
PbCO3(s) ⇄ Pb2+(aq) + CO32-(aq)
HCl(aq) ⇄ H+(aq) + Cl-(aq)
*2
CO32-(aq) + 2 H+(aq) ----> H2O + CO2(g)↑
Pb2+(aq) + 2 Cl-(aq) ----> PbCl2(s)↓
PbCO3(s) + 2 HCl(aq) ----> PbCl2(s)↓ + H2O + CO2(g)↑
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Die folgenden Aufgaben wurden aus Petrucci et al. entnommen1.
7) i. Write net ionic equations for the reactions depicted in photo (a) sodium metal reacts with
water to produce hydrogen; photo (b) an excess (Überschuss) of aqueous iron(III) chloride is
added to the solution in (a): and photo (c) the precipitate (Niederschlag) from (b) is collected
and treated (versetzt, behandelt) with an excess of HCl(aq).
H2O ⇄ H+(aq) + OH-(aq)
a)
*2
2 Na(s) + 2 H+(aq) ⇄ 2 Na+(aq) + H2(g)↑
2 H2O + 2 Na(s) ----> 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq)
b) 3 Na+(aq) + 3 OH-(aq) + Fe3+(aq) +3 Cl-(aq) ----> Fe(OH)3(s)↓ + 3 Na+(aq) + 3 Cl-(aq)
c) Fe(OH)3(s)↓ + 3 H+(aq) + 3 Cl-(aq) ----> Fe3+(aq) + 3 H2O + 3 Cl-(aq)
ii. Welche der gezeigten Reaktionen ist keine Metathese-Reaktion?
Es ist die Reaktion a, dabei handelt es sich um eine Redoxreaktion.
8) When concentrated CaCl2(aq) is added to Na2HPO4(aq), a white precipitate (Niederschlag)
forms that is 38.7% Ca by mass. Write a net ionic equation representing the probable
(wahrscheinliche, mögliche) reaction that occurs.
Mögliche Reaktion:
CaCl2(aq) + Na2HPO4(aq) -----> Ca(HPO4)(s)↓ + 2 NaCl(aq)
Überprüfung, ob es sich tatsächlich um Ca(HPO4) handelt:
w(Ca) =
40.08
 100%  29.46% das passt nicht zu dem Befund.
136.06
Nun nehme ich an, dass Ca3(PO4)2 entsteht.
3 CaCl2(aq) + 2 Na2HPO4(aq) -----> Ca3(PO4)2(s)↓ + 4 NaCl(aq) + 2 HCl(aq)
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w(Ca) =
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3 * 40.08
 100 %  38.76% das stimmt mit dem Befund überein.
136 .06
Somit handelt es sich bei dem Niederschlag um Ca3(PO4)2(s).
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