Гидролиз солей
Гидролизом называется взаимодействие соли с водой, в результате которого ионы водорода воды соединяются с анионами кислотного остатка соли, а ионы гидроксила – с катионом металла соли. При этом образуются кислоты (или кислая соль) и основание (основная соль). При составлении уравнений гидролиза необходимо определить какие ионы соли могут связывать ионы воды (Н+ или ОН-) в слабодиссоциирующее соединение. Это могут быть либо ионы слабой кислоты, либо ионы слабого основания. К сильным основаниям относятся щелочи (основания щелочных и щелочоземельных металлов): LiOH, NaOH, KOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ra(OH)2. Остальные основания – это слабые электролиты (NH4OH, Fe(OH)3, Cu(OH)2, Pb(OH)2, Zn(OH)2 и.т.д). К сильным кислотам относятся HNO3, HCl, HBr, HJ, H2SO4, H2SeO4, HClO3, HCLO4, HMnO4, H2CrO4, H2Cr2O7. Остальные кислоты – это слабые электролиты (H2CO3, H2SO3, H2SiO3, H2S, HCN, CH3COOH, HNO2, H3PO4 и.т.д). Так как сильные кислоты и сильные основания полностью диссоциируют в растворе на ионы, то с ионами воды могут соединяться в слабодиссоциирующие соединения только ионы кислотных остатков слабых кислот и ионы металлов, образующих слабые основания. Эти слабые электролиты, связывая и удерживая ионы Н+ или ОН-, нарушают равновесие между молекулами воды и ее ионами, обуславливая кислую или щелочную реакцию раствора соли. Поэтому гидролизу подвергаются те соли, в состав которых входят ионы слабого электролита, т.е. соли образованные: 1) слабой кислотой и сильным основанием (например, K2SiO3); 2) слабым основанием и сильной кислотой (например, CuSO4); 3) слабым основанием и слабой кислотой (например, СН3СООNН4). Соли сильной кислоты и сильного основания гидролизу не подвергаются (например, KNO3). Ионные уравнения реакций гидролиза составляются по тем же правилам, что и ионные уравнения обычных реакций обмена. Если соль образована многоосновной слабой кислотой или многокислотным слабым основанием, то гидролиз протекает ступенчато с образованием кислых и основных солей. Примеры решения задач Пример 1. Гидролиз сульфида калия K2S. I ступень гидролиза: образуются слабодиссоциирующие ионы HS-. Молекулярная форма реакции: K2S+H2O=KHS+KOH Ионные уравнения: Полная ионная форма: 2K++S2-+H2O=K++HS-+K++OH- Сокращенная ионная форма: S2-+H2O=HS-+OH- Т.к. в результате гидролиза в растворе соли образуется избыток ионов ОН-, то реакция раствора щелочная рН>7. II ступень: образуется слабодиссоциирующие молекулы H2S. Молекулярная форма реакции KHS+H2O=H2S+KOH Ионные уравнения Полная ионная форма: K++HS-+H2О=H2S+K++OH- Сокращенная ионная форма: HS-+H2O=H2S+OH- Среда щелочная, рН>7. Пример 2. Гидролиз сульфата меди CuSO4. I ступень гидролиза: образуются слабодиссоциирующие ионы (СuOH)+. Молекулярная форма реакции: 2CuSO4+2H2O=[CuOH]2SO4+H2SO4 Ионные уравнения Полная ионная форма: 2Cu2++2SO42-+2H2O=2(CuOH)++SO42-+2H++SO42- Сокращенная ионная форма: Cu2++H2O=(CuOH)++H+ Т.к. в результате гидролиза в растворе соли образуется избыток ионов Н+, то реакция раствора кислая рН<7. II ступень гидролиза: образуется слабодиссоциирующие молекулы Сu(OH)2. Молекулярная форма реакции [CuOH]2SO4+2H2O=2Cu(OH)2+H2SO4 Ионные уравнения Полная ионная форма: 2(CuOH)++SO42-+2H2O= 2Cu(OH)2+2H++SO42- Сокращенная ионная форма: (CuOH)++H2O=Cu(OH)2+H+ Среда кислая, рН<7. Пример 3. Гидролиз ацетата свинца Pb(CH3COO)2. I ступень гидролиза: образуются слабодиссоциирующие ионы (PbOH)+ и слабая кислота СН3СООН. Молекулярная форма реакции: Pb(CH3COO)2+H2O=Pb(OH)CH3COO+CH3COOH Ионные уравнения Полная ионная форма: Pb2++2CH3COO-+H2O=(PbOH)++CH3COO-+CH3СOOH Сокращенная ионная форма: Pb2++CH3COO -+H2O=(PbOH)++CH3COOH При кипячении раствора гидролиз практически идет до конца, образуется осадок Pb(OH)2 II ступень гидролиза: Pb(OH)CH3COO+H2O=Pb(OH)2+CH3COOH Контрольное задание по разделам «Ионообменные реакции», «Произведение растворимости», «Ионное произведение воды. Водородный показатель», «Гидролиз солей» Вариант 1 Задача 1. Определите рН 0,002 н раствора HNO3, считая диссоциацию полной. Ответ: 2,7 Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) Pb(NO3)2 + KI; б) Na2S + H2SO4; в) HCl + Ba(OH)2. Задача 3. В 500 мл воды при 18 оС растворяется 0.0166 г Ag2CrO4. Чему равно произведение растворимости этой соли? Задача 4. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде растворов солей: CoSO4, Li2SO3, Ba(NO2)2, MnI2. Задача 5. ПР(Ag2CO3) равно 6,15*10-12. Определить растворимость AgCO3 в воде. Ответ:1,15*10-4 моль/л Задача 6. Какое значение рН (> или< 7) имеют растворы солей MnCl2, Na2CО3, Ni(NO3)2? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей. Вариант 2 Задача 1. Определите рН раствора, содержащего в литре 0,1 г NaOH считая диссоциацию его полной. Ответ:11,4 Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) NiCl2 + H2S; б) FeS + HCl; в) HF + KOH. Задача 3. Исходя из произведения растворимости карбоната кальция (ПР(CaCO3)= 4.4´10-9), найти его массу, содержащуюся в 100 мл его насыщенного раствора. Задача 4. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде растворов солей: NaBr, CdSO4, Hg(NO3)2, Ba(NO3)2. Задача 5. В 3 л насыщенного при комнатной температуре раствора PbSO4 содержится 0,132 г соли. Вычислите ПР (PbSO4) Ответ: 2,1*10-8моль/л Задача 6. Какие из солей Al2(SO4)3, K2S, Pb(NO3)2, KCl подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей. Вариант 3 Задача 1. Вычислите рН 0,01 н раствора СН3СООН, степень диссоциации которой равна в этом растворе 4,2%. Ответ: 3,38 Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) K2CO3 + HCl; б) CH3COOK + HNO3; в) Fe(OH)3 + HNO3. Задача 3. Найти массу серебра, находящегося в виде ионов в 1 л насыщенного раствора AgBr (ПР(AgBr)=5´10-13). Задача 4. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде, указать рН растворов следующих солей: K3PO4, (NH4)2CO3, CH3COOK, BeCl2. Задача 5. В 500 мл воды при 18 oС растворяется 0,0165 г Ag2CrO4. Чему равно произведение растворимости этой соли? Ответ:4*10-12 Задача 6. При смешивании растворов FeCl3 и NaCО3 происходит необратимый гидролиз соли, протекающий до конца. Составьте ионные и молекулярные уравнения происходящих процессов. Вариант 4 Задача 1. Определите рН раствора, в литре которого содержится 0,0051 г гидроксильных ионов Ответ:10,48 Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) CuSO4 + NaOH; б) NH4Cl + Ca(OH)2; в) CH3COOH + NH4OH. Задача 3. Вычислить объём воды, необходимый для растворения при 25 оС 1 г BaSO4 (ПР=1.8´10-10). Задача 4. Указать, какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу: NaCN, KNO3, CaCl2, KClO. Для каждой из гидролизующихся солей написать в молекулярной и в ионной форме уравнения гидролиза по каждой ступени, указать реакцию водного раствора соли. Задача 5. Растворимость CaCO3 при 18 oС равна 1,3 *10-4 моль/л. Вычислите произведение растворимости этой соли. Ответ:1,7*10-8 Задача 6. Какие из солей NaClO4, Na2S, K2SiO3, CoCl2 подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Вариант 5 Задача 1. Вычислите концентрацию водородных и гидроксильных ионов в растворе, рН которого равен 6,2 Ответ: 6,3*10-7; 1,6*10-8 Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) CaCO3 + HCl; б) NaClO + HNO3; в) HNO2 + NH4OH. Задача 3. В каком объёме насыщенного раствора Ag2S содержится 1 мг растворённой соли (ПР=7.2´10-50)? Задача 4. В какой цвет будет окрашен лакмус в водных растворах KCN, FeCl3, Na2CO3? Ответ обосновать. Задача 5. Концентрация ионов фтора в насыщенном при 18 oС растворе CaF2 равна 4*10-4 г-ион/л. Определите произведение растворимости CaF2. Ответ:3,2*10-9 Задача 6. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: щелочную реакцию среды; кислую реакцию среды. Вариант 6 Задача 1. Вычислите концентрацию ионов водорода и рН для 0,5 М раствора HCl, ионизированного на 85%. Ответ: 0,425 моль/л; рН=0,37 Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) Na2SO3 + H2SO4; б) AlBr3 + AgNO3; в) H2S + NH4OH. Задача 3. Во сколько раз растворимость (в моль/л) Fe(OH)2 (ПР=10-15) в воде больше растворимости Fe(OH)3 (ПР=3.8´10-38) при 25 оС. Задача 4. Указать, какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу: Cr(NO3)3, K2CO3, Na3PO4, CuCl2. Для каждой из гидролизующихся солей написать в молекулярной и в ионной форме уравнения гидролиза по каждой ступени, указать реакцию водного раствора соли. Задача 5. Произведение растворимости сернокислого серебра Ag2SO4 равно 7*10-5. Найдите растворимость соли и выразите ее в молях на литр и в граммах на литр. Ответ:2,6*10-2моль/л; 8,1 г/литр Задача 6. При смешивании растворов Al2(SO4)3 и Na2CО3 происходит необратимый гидролиз соли, протекающий до конца. Составьте ионные и молекулярное уравнение гидролиза. Вариант 7 Задача 1. Как изменится рН чистой воды, если к литру ее прибавить 0,001 моль NaOH? Ответ: увеличиться на 4 Задача 2. Подберите коэффициенты в молекулярных уравнениях обменных реакций: а) SiO2 +K2CO3 = K4SiO4 + CO2; б) Li3N + H2O = LiOH + NH3; в) Ba(H2PO4)2 = Ba(PO3)2 + H2O; г) диселенид углерода + гидроксид цезия = карбонат цезия + гидроксид цезия + вода. Задача 3. Определить растворимость FeS (ПР= 3.4´10-17). Задача 4. Какие из перечисленных солей подвергаются гидролизу: NaCN, KNO3, KClO, NaNO2, CaCl2, NaClO4? Для каждой из гидролизуемых солей напишите уравнения гидролиза в ионно-молекулярной форме и укажите реакцию водного раствора. Задача 5. Произведение растворимости хлорида свинца равно 2,3*10-4. Образуется ли осадок PbCl2, если к 0,1н раствору Pb(NO3)2 прибавить равный объем 0,4 н раствора NaCl? Ответ: Образуется Задача 6. Какие из солей Na2SO4, FeCl3, K2SiO3, Cu(NO3)2 подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза. Вариант 8 Задача 1. рН 0,08н раствора слабой одноосновной кислоты 2,4. Чему равна Кдисс этой кислоты? Ответ: 2*10-4 Задача 2. Подберите коэффициенты в молекулярных уравнениях обменных реакций: а) NH4VO3 = V2O5 + NH3 +H2O; б) Cr2O3 + K2S2O7 = Cr2(SO4)3 + K2SO4; в) ZnSO4 + KHCO3 = ZnCO3 + K2SO4 + K2CO3 + CO2 + H2O; г) гексафторид теллура + вода = ортотеллуровая кислота + фтороводород. Задача 3. Определить растворимость PbS (ПР= 8.7´10-29). Задача 4. Указать, какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу: ZnBr2, K2S, Fe2(SO4)3, MgSO4. Для каждой из гидролизующихся солей написать в молекулярной и в ионной форме уравнения гидролиза по каждой ступени, указать реакцию водного раствора соли. Задача 5. ПР (CuCO3) при 25 oС равно 2,36*10-10. определите концентрацию ионов Cu2+в насыщенном растворе CuCO3, содержащем K2CO3 в количестве 0,001 моль/л. Степень диссоциации K2CO3 равна 95%. Ответ: 2,48*10-7моль/л Задача 6. Какие из солей PbCl2, Cs2CО3, Pb(CH3COO)2, RbCl подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза. Вариант 9 Задача 1. Определите рН раствора в 3 л которого содержится 0,81*10-3молей ионов ОН-. Ответ: 9,2 Задача 2. Подберите коэффициенты в молекулярных уравнениях обменных реакций: а) Al2S3 + H2O = Al(OH)3 + H2S; б) Na2HPO4 = Na4P2O7 +H2O; в) (NH4)2SO4 + Ca(OH)2 = NH3 + CaSO4 +H2O; г) пентаоксид дииода + вода = иодноватая кислота. Задача 3. Следующие соли CaF2, RaSO4, PbC2O4 имеют значения произведений растворимости одного порядка (10-11). Найти их растворимость (моль/л). Задача 4. Какую реакцию дают растворы солей: Na2CO3, Na2S, NaCN, Na2SO3? Почему? Задача 5. Произойдет ли осаждение сульфида кадмия, если к 1 л 0,1н Cd(NO3)2 прибавили такой же объем 0,01н Na2S, если степень диссоциации Cd(NO3)2 и Na2S соответственно равны 75% и 87%. Произведение растворимости CdS равно 7,1*10-28. Ответ: произойдет Задача 6. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей: Na3PO4, ZnSO4, Pb(NO3)2. Какое значение рН (> или< 7) имеют растворы этих солей? Вариант 10 Задача 1. Рассчитайте рН раствора, в 0,4 л которого содержится 0,39 моля NH3, если Кдисс NH4OH=1,77*10-5. Ответ: 11,6 Задача 2. Подберите коэффициенты в молекулярных уравнениях обменных реакций: а) Al2O3 + Na2CO3 = NaAlO2 + CO2; б) Ba(H2PO4)2 = Ba(PO3)2 + H2O; в) (NH4)6Mo7O24 = NH3 + MoO3 + H2O; г) тетраборат натрия + серная кислота + вода = гидроксид бора + сульфат натрия. Задача 3. Определить растворимость PbCl2 (ПР= 1.7´10-5). Задача 4. В какой цвет будет окрашен лакмус в водных растворах KCN, NH4Cl, K2SO3, NaNO3. Ответ обосновать. Задача 5. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов серебра в насыщенном растворе AgCl, если прибавить к нему столько соляной кислоты, чтобы концентрация НСl в растворе стала равной 0,03 моль/л? Произведение растворимости AgCl равно 1,2*10-10. Ответ ≈ в 2750 раз Задача 6. При смешивании растворов Cr(NO3)3 и Na2S происходит необратимый гидролиз соли, протекающий до конца. Составьте ионное и молекулярное уравнение происходящего гидролиза.
Вариант 11 Задача 1. Вычислите рН раствора, если концентрация ионов ОН- равна (моль/л):2,52*10-5; 1,78*10-7; 492*10-3. Ответ: 9,4; 7,25; 11,7 Задача 2. Составить в молекулярной форме уравнения реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями: а) NO2- + H+ = HNO2; б) Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2¯; в) Pb2+ + 2I- = PbI2¯; г) Cu2+ + S2- = CuS. Задача 3. Определить растворимость AgCl (ПР= 1.8´10-10). Задача 4. Можно ли при помощи индикаторов отличить друг от друга растворы солей: NaClO4 и NaClO, Na2CO3 и Zn(NO3)2? Ответ обосновать. Задача 5. В 3 л насыщенного раствора AgJO3 содержится в виде ионов 0,176 г серебра. Вычислите ПР AgJO3. Ответ 3,03*10-7 Задача 6. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей: Li2S, AlCl3, NiSO4.Какое значение рН имеют их растворы? Вариант 12 Задача 1. Рассчитайте рН следующих растворов 0,1 н HCN; Кдисс=4,9*10-10 и 1 н NH4OH Кдисс=1,77*10-5 Ответ: 5,15;11,62 Задача 2. Составить в молекулярной форме уравнения реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями: а) ClO- + H+ = HClO; б) Bi3+ + 3OH- = Bi(OH)3¯; в) Ag+ + I- = AgI¯; г) Ca2+ + CO32- = CaCO3¯. Задача 3. Определить растворимость AgI (ПР= 2.3´10-16). Задача 4. Какие из приведённых солей подвергаются гидролизу и как он протекает: K2SO4, Na2Se, NH4NO3, ZnCl2? Задача 5. Произведение растворимости SrSO4 равно 3,6*10-7. Образуется ли осадок этой соли, если смешать равные объемы 0,002н растворов SrCl2 и K2SO4? Ответ: нет Задача 6. Какие из солей KNO3, CrCl3, Cu(NO3)2, NaCN подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Вариант 13 Задача 1. Сколько граммов НСООН содержится в 0,3 л раствора этой кислоты, имеющей рН 6,04? Кдисс=1,77*10-4. Ответ:6,5*10-8г Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) Pb(NO3)2 + KI; б) Na2S + H2SO4; в) HCl + Ba(OH)2. Задача 3. В 500 мл воды при 18 оС растворяется 0.0166 г Ag2CrO4. Чему равно произведение растворимости этой соли? Задача 4. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде растворов солей: CoSO4, Li2SO3, Ba(NO2)2, MnI2. Задача 5. Пять литров насыщенного раствора Ag2Cr2O7 содержат 0,5 моля Na2Cr2O7. Найдите концентрацию Ag+ в этом растворе, если ПР (Ag2Cr2O7) =2*10-7 и степень диссоциации Na2Cr2O7 равна 75%. Ответ: 1,64*10-3 моль/л Задача 6. При смешивании растворов Cr2(SO4)3 и Na2S происходит необратимый гидролиз соли, протекающий до конца. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза. Вариант 14 Задача 1. Рассчитайте молярность раствора уксусной кислоты, рН которого равен 3, Кдисс=1,75*10-5. Ответ: 0,06М Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) NiCl2 + H2S; б) FeS + HCl; в) HF + KOH. Задача 3. Исходя из произведения растворимости карбоната кальция (ПР(CaCO3)= 4.4´10-9), найти его массу, содержащуюся в 100 мл его насыщенного раствора. Задача 4. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде растворов солей: NaBr, CdSO4, Hg(NO3)2, Ba(NO3)2. Задача 5. Произведение растворимости Ag2SO4 равно 7*10-5. Образуется ли осадок, если к 0,02н раствору AgNO3 прибавить равный объем 1н раствора H2SO4? Ответ: не образуется Задача 6. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей: CH3COOK, Al(NO3)3, CoCl2. Какое значение рН (> или< 7) имеют растворы этих солей? Вариант 15 Задача 1. Определите концентрацию ионов Н+ и ОН- в растворах, водородный показатель которых равен: 3,2; 5,8; 9,1. Ответ: 1) 6,31*10-4 моль/л; 0,16*10-10 моль/л 2) 0,13*10-10моль/л; 7,94*10-4 моль/л 3) 1,58*10-6моль/л; 0,63*10-8 моль/л Задача 2. Написать в ионной и молекулярной форме уравнения ионообменных реакций: а) K2CO3 + HCl; б) CH3COOK + HNO3; в) Fe(OH)3 + HNO3. Задача 3. Найти массу серебра, находящегося в виде ионов в 1 л насыщенного раствора AgBr (ПР(AgBr)=5´10-13). Задача 4. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде, указать рН растворов следующих солей: K3PO4, (NH4)2CO3, CH3COOK, BeCl2. Задача 5. Произведение растворимости AgBr равно 3,6*10-13. Сколько граммов Ag виде ионов содержится в литре насыщенного раствора соли? Ответ:6,5*10-5г. Задача 6. Какие из солей подвергаются гидролизу: Cs2S, CuCl2, NiSО4, MnCl2? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза.
|
