Условие задания:
Выбери пару веществ, которые реагируют между собой в соответствии с кратким ионным уравнением:
\[H^{+} + OH^{-} = H_{2}O\]
Решение:
Краткое ионное уравнение \[H^{+} + OH^{-} = H_{2}O\] описывает реакцию нейтрализации, то есть взаимодействие кислоты (источника ионов \(H^{+}\)) и основания (источника ионов \(OH^{-}\)), в результате которой образуется вода.
Рассмотрим предложенные варианты:
1. \(Ni(OH)_{2} + H_{2}SO_{4}\)
Никель(II) гидроксид \(Ni(OH)_{2}\) — это нерастворимое основание. Серная кислота \(H_{2}SO_{4}\) — сильная кислота.
Полное молекулярное уравнение:
\[Ni(OH)_{2} + H_{2}SO_{4} = NiSO_{4} + 2H_{2}O\]
Полное ионное уравнение (учитывая, что \(Ni(OH)_{2}\) нерастворим, а \(NiSO_{4}\) растворим):
\[Ni(OH)_{2} + 2H^{+} + SO_{4}^{2-} = Ni^{2+} + SO_{4}^{2-} + 2H_{2}O\]
Краткое ионное уравнение:
\[Ni(OH)_{2} + 2H^{+} = Ni^{2+} + 2H_{2}O\]
Это уравнение не соответствует заданному.
2. \(Ba(OH)_{2} + H_{2}SO_{4}\)
Барий гидроксид \(Ba(OH)_{2}\) — это растворимое основание (щелочь). Серная кислота \(H_{2}SO_{4}\) — сильная кислота.
Полное молекулярное уравнение:
\[Ba(OH)_{2} + H_{2}SO_{4} = BaSO_{4}\downarrow + 2H_{2}O\]
Образуется нерастворимый сульфат бария \(BaSO_{4}\), который выпадает в осадок.
Полное ионное уравнение:
\[Ba^{2+} + 2OH^{-} + 2H^{+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}\downarrow + 2H_{2}O\]
Краткое ионное уравнение:
\[Ba^{2+} + 2OH^{-} + 2H^{+} + SO_{4}^{2-} = BaSO_{4}\downarrow + 2H_{2}O\]
Это уравнение не соответствует заданному, так как в нем присутствуют ионы \(Ba^{2+}\) и \(SO_{4}^{2-}\), которые образуют осадок.
3. \(Ba(OH)_{2} + HNO_{3}\)
Барий гидроксид \(Ba(OH)_{2}\) — это растворимое основание (щелочь). Азотная кислота \(HNO_{3}\) — сильная кислота.
Полное молекулярное уравнение:
\[Ba(OH)_{2} + 2HNO_{3} = Ba(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O\]
Полное ионное уравнение (все вещества, кроме воды, растворимы и диссоциируют):
\[Ba^{2+} + 2OH^{-} + 2H^{+} + 2NO_{3}^{-} = Ba^{2+} + 2NO_{3}^{-} + 2H_{2}O\]
Сокращаем одинаковые ионы с обеих сторон уравнения (\(Ba^{2+}\) и \(NO_{3}^{-}\)):
\[2OH^{-} + 2H^{+} = 2H_{2}O\]
Делим все коэффициенты на 2:
\[OH^{-} + H^{+} = H_{2}O\]
Это уравнение соответствует заданному.
4. \(KOH + H_{3}PO_{4}\)
Калий гидроксид \(KOH\) — это растворимое основание (щелочь). Ортофосфорная кислота \(H_{3}PO_{4}\) — кислота средней силы.
Полное молекулярное уравнение (при полном нейтрализации):
\[3KOH + H_{3}PO_{4} = K_{3}PO_{4} + 3H_{2}O\]
Полное ионное уравнение (все вещества, кроме воды, растворимы и диссоциируют):
\[3K^{+} + 3OH^{-} + 3H^{+} + PO_{4}^{3-} = 3K^{+} + PO_{4}^{3-} + 3H_{2}O\]
Сокращаем одинаковые ионы с обеих сторон уравнения (\(K^{+}\) и \(PO_{4}^{3-}\)):
\[3OH^{-} + 3H^{+} = 3H_{2}O\]
Делим все коэффициенты на 3:
\[OH^{-} + H^{+} = H_{2}O\]
Это уравнение также соответствует заданному.
Вывод:
Оба варианта 3 и 4 приводят к краткому ионному уравнению \[H^{+} + OH^{-} = H_{2}O\]. Однако, в школьной практике, когда речь идет о "кратком ионном уравнении", обычно подразумевается реакция между сильной кислотой и сильным основанием, которые полностью диссоциируют в растворе, и при этом не образуется осадка или газа. Ортофосфорная кислота \(H_{3}PO_{4}\) является кислотой средней силы, и ее диссоциация не всегда рассматривается как полная на всех стадиях в рамках упрощенных школьных задач. В то время как \(Ba(OH)_{2}\) (сильное основание) и \(HNO_{3}\) (сильная кислота) полностью диссоциируют, и их взаимодействие идеально подходит под данное краткое ионное уравнение.
Поэтому, наиболее подходящим ответом является \(Ba(OH)_{2} + HNO_{3}\).
Ответ:
\[Ba(OH)_{2} + HNO_{3}\]