Хорошо растворимые в воде электролиты — это вещества, которые при растворении в воде диссоциируют практически полностью, образуя ионы. Растворимость вещества можно предсказать на основе правил растворимости, которые являются эмпирическими законами для оценки поведения различных веществ в воде. Рассмотрим каждое из предложенных соединений:
1) Карбонат кальция (CaCO₃)
Карбонат кальция является плохо растворимым в воде соединением. Это связано с тем, что его кристаллическая решетка имеет очень прочные ионные связи между Ca²⁺ и CO₃²⁻, которые воде сложно разрушить. По правилам растворимости, карбонаты большинства металлов (за исключением щелочных металлов, таких как натрий и калий) плохо растворимы в воде.
- Таким образом, CaCO₃ не является хорошо растворимым электролитом.
2) Нитрат цинка (Zn(NO₃)₂)
Нитраты являются одними из самых хорошо растворимых соединений, независимо от металла, с которым они связаны. Это объясняется высокой полярностью нитрат-аниона (NO₃⁻), который легко взаимодействует с молекулами воды, разрушая кристаллическую решетку вещества.
- Zn(NO₃)₂ полностью диссоциирует в воде на Zn²⁺ и NO₃⁻ ион, что делает его хорошо растворимым в воде электролитом.
3) Сульфид меди(II) (CuS)
Сульфид меди(II) является практически нерастворимым в воде. Это связано с тем, что связь между ионами Cu²⁺ и S²⁻ в кристаллической решетке очень прочная, а взаимодействие между этими ионами и молекулами воды недостаточно сильное, чтобы разрушить решетку.
- По правилам растворимости, большинство сульфидов, кроме сульфидов щелочных металлов и аммония, плохо растворимы в воде.
- Таким образом, CuS не является хорошо растворимым электролитом.
4) Оксид железа(III) (Fe₂O₃)
Оксид железа(III) тоже не растворим в воде. Это связано с его высокой кристаллической устойчивостью и слабым взаимодействием с молекулами воды. Оксиды металлов в целом плохо растворимы в воде, за исключением оксидов щелочных металлов и некоторых оксидов щелочноземельных металлов, которые могут реагировать с водой с образованием щелочей.
- Fe₂O₃ не диссоциирует в воде и не является электролитом.
Итог:
К хорошо растворимым в воде электролитам из предложенных соединений относится только нитрат цинка (Zn(NO₃)₂). Это объясняется правилами растворимости и способностью нитратов полностью диссоциировать в воде. Остальные соединения (карбонат кальция, сульфид меди(II) и оксид железа(III)) плохо или вовсе не растворимы в воде, а значит, не являются хорошо растворимыми электролитами.