Материал: Изучение природы растворов и их взаимодействий в химических реакциях
Гидролиз является обратимым процессом. Прямая реакция - гидролиз соли, обратная - реакция нейтрализации. Ионные уравнения гидролиза составляются по тем же правилам, что и ионные уравнения обычных реакций обмена.
В качестве примера рассмотрим гидролиз цианистого натрия NaCN.
Гидролиз этой соли объясняется образованием малодиссоциирующих молекул слабой цианистоводородной кислоты HCN. В молекулярной форме реакция гидролиза NaCN выражается уравнением
NaCN + HOH HCN + KOH.
Ионное уравнение реакции имеет вид
CN + HOH HCN + O .
Так как в результате гидролиза образуется избыток O ионов, то раствор NaCN обнаруживает щелочную среду (pH >7).
При гидролизе солей, образованных сильным основанием и слабой многоосновной кислотой, процесс протекает ступенчато с образованием кислых солей. Аналогичным образом гидролиз солей, образованных основаниями двух- и многовалентных металлов и сильной кислотой, протекает ступенчато с образованием основных солей. Количество ступеней определяется основностью слабой кислоты или валентностью катиона слабого основания.
Например: при растворении в воде карбоната натрия Na2CO3 гидролиз протекает в две стадии:
1. Na2CO3 + HOH NaHCO3 + NaOH ,
CO32-
+ HOH
HC
+ O
.
2. NaHCO3 + HOH H2CO3 + NaOH ,
HCO3 - + HOH H2CO3 + O .
Более сильно выражен гидролиз по первой ступени, так как ион HC является более слабым электролитом, чем молекула H2CO3. Реакция раствора соли щелочная (pH >7).
При растворении соли ZnCl2 в воде гидролиз также протекает в две стадии:
1. ZnCl2 + HOH ZnOHCl + HCl,
Zn2+ + HOH
ZnO
+ H+.
2. ZnOHCl + HOH Zn(OH)2 + HCl,
ZnOH+ + HOH Zn(OH)2 + H+.
При обычных условиях гидролиз данной соли практически заканчивается на первой стадии. Реакция раствора кислая (рН< 7).
При растворении соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием, оба иона соли взаимодействуют с водой, образуя малодиссоцирующее основание и кислоту:
CH3COONH4 + HOH CH3COOH + NH4OH,
CH3CO
+ NH4+
+ HOH
CH3COOH
+ NH4OH.
Так как константы диссоциации продуктов гидролиза NH4OH и CH3COOH почти одинаковы, то реакция среды раствора практически остается нейтральной (pH = 7).
Варианты контрольных заданий Вариант 1
1. Дан водный раствор, содержащий 1.65 моль/л FeSО4 с плотностью, равной 1.213 г/см3. Выразите концентрацию этого раствора через массовый процент и моляльность растворенного вещества.
2. Сколько молей неэлектролита должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление при 25°С было равно 2.47 КПа?
3. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия следующих веществ:
NiCl2 + H2S →
К2О + НNО3 →
Fе(ОН)3 + Н2SО4 →
Pb(NO3)2 + NaJ →
4. Составьте по два молекулярных уравнения к каждой из реакций, выраженных в ионном виде:
Ni(ОН)2 + 2H+ → Ni2+ + 2Н2O ,
+
→
+
Н2O .
5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей:
Са(NO3)2 ; Аl2S3 ; Nа2СО3 .
Укажите реакцию среды.
Вариант 2
1. Дан водный раствор СаСl2 с мольной долей, равной 0.10, с плотностью раствора 1.396 г/см3 . Выразите концентрацию этого раствора через массовый процент и моляльность растворенного вещества.
2. Произведение растворимости PbJ2
при 15 °С равно 8.7·10-4: Вычислите
концентрацию Pb2+
и
в насыщенном растворе PbJ2.
3. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия между:
а) нитратом бария и сульфатом натрия;
6) карбонатом кальция и соляной кислотой;
в) гидроксидом хрома и серной кислотой;
г) оксидом фосфора (V) и гидроксидом калия;
4. Составьте по два молекулярных уравнения к каждой из реакций, выраженных в ионном виде:
H++ → H2O ,
+
→ СаСО3 ↓.
5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей:
KCl ; Na3РО4 ; Fе2(SO4)3 .
Укажите реакции среды.
Вариант 3
1. Дан 30 %-ный водный раствор АlСl3 с плотностью, равной 1.24 г/см3. Выразите концентрацию этого раствора через молярность и мольную долю растворенного вещества.
2. Сколько ионов водорода содержится в 1 мл раствора, pH которого равен 13?
3. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия следующих веществ:
NaHСО3 + NаОН →
СаСО3 + НСl →
N2О5 + КОН →
NН4Сl + Ca(OH)2 →
4. Составьте по два молекулярных уравнения к каждой из реакций, выраженных в ионном виде:
+
→ НNО2
,
+ 2
→ Сu(ОН)2
.
5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей:
К2S ; NаВr ; Аl2(SO4)3 .
Укажите реакцию среды.
Вариант 4
1. Дан водный раствор, содержащий 1.900 моль/л FеСl3 с плотностью, равной 1.234 г/мл. Выразите концентрацию этого раствора через массовый процент и моляльность.
2. Чему равна концентрация раствора уксусной кислоты, pH которого равен 5.2?
З. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции взаимодействия следующих веществ:
Сг2О3 + Н2SO4 →
МgОНСl + НСl →
Са(ОН)2 +Н2SО4 →
NaCN + HNO3 →
4. Составьте по два молекулярных уравнения к каждой из реакций, выраженных в ионном виде:
Рb2+ + 2J → PbJ2 ↓ ,
Fе(ОН)3 + 3Н+ — Fе3+ + 3Н2O .
5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей:
K2SO3 ; NaNO3 ; CuCl2 .
Укажите реакцию среды.
Вариант 5
1. Дан водный раствор, содержащий 2.068 г-экв/л СdSО4 с плотностью, равной 1.198 г/мл. Выразите концентрацию этого раствора через массовый процент и моляльность.
2. Определите рH 0.002 моль/л раствора азотной кислоты.
3. Смешивают попарно растворы:
а) нитрата меди и сульфата натрия;
б) гидроксида кальция и соляной кислоты;
в) хлорида бария и сульфата калия;
г) азотнокислого серебра и хлорида калия.
В каких из приведенных случаев реакции практически пойдут до конца? Составьте молекулярные и ионные уравнения для этих реакций.
4. Составьте по два молекулярных уравнения к каждой из реакций, выраженных в ионном виде:
+
→ NH3↑
+ Н2О
,
+ 3
→
Fе(ОН)3
↓ .
5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей:
NH4CN ; Al(NO3)3 ; Li2S .
Укажите реакцию среды.
Вариант 6
1. Дан водный раствор, содержащий 1.034 моль/л СdSО4 с плотностью, равной 1.198 г/мл. Выразите концентрацию этого раствора через нормальность и мольную долю растворенного вещества.
2. Определите концентрацию водородных и гидроксильных ионов в растворе, рН которого 6.2.
З. Составьте молекулярные и ионные уравнения, реакции взаимодействия следующих веществ:
Сr(ОН)3 + НNО3 →
FеS + НСl →
Са(ОH)2 + СО2 →
NH4Сl + Са(ОН)2 →
4. Составьте по два молекулярных уравнения к каждой из реакций, выраженных в ионном виде:
Р2O5
+ 6
→ 2
+ 3H2O
,
Аg+ +
→ АgСl
↓ .
5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей:
NaCN ; CaCl2 ; CuSO4 .
Укажите реакцию среды.
Вариант 7
1. Дан водный раствор, содержащий 1.33 моля Сu(NО3)2 в 1000 г воды. Плотность раствора 1.189 г/мл. Выразите концентрацию этого раствора через массовый процент и молярность.
2. Растворимость гидроксида Mg(OH)2 при 18°С равна 1.7·10-4 моль/л. Найти произведение растворимости Mg(OH)2 при этой температуре.
3. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции взаимодействия следующих веществ:
(СuОН)2SO4 + Н2S04 →