Номер 4, страница 77 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 11. Гидролиз солей. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 4, страница 77.

Условие.

4. Почему при добавлении сульфида натрия к раствору нитрата хрома(III) выпадает осадок гидроксида хрома(III)? Напишите уравнение реакции.

Решение.

Решение 2.

Решение

При смешивании раствора сульфида натрия ($Na_2S$) и раствора нитрата хрома(III) ($Cr(NO_3)_3$) выпадает осадок гидроксида хрома(III), а не сульфида хрома(III), из-за процесса совместного необратимого гидролиза.

Рассмотрим свойства каждой соли в водном растворе:

1. Нитрат хрома(III) ($Cr(NO_3)_3$) является солью, образованной слабым основанием ($Cr(OH)_3$) и сильной кислотой ($HNO_3$). В водном растворе эта соль подвергается гидролизу по катиону $Cr^{3+}$, что приводит к образованию ионов водорода $H^+$ и созданию кислой среды:
$Cr^{3+} + H_2O \leftrightarrow [Cr(OH)]^{2+} + H^+$

2. Сульфид натрия ($Na_2S$) — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой ($H_2S$). В водном растворе эта соль гидролизуется по аниону $S^{2-}$, что приводит к образованию гидроксид-ионов $OH^-$ и созданию щелочной среды:
$S^{2-} + H_2O \leftrightarrow HS^{-} + OH^{-}$

Когда эти два раствора сливают, происходит взаимное усиление гидролиза. Ионы $H^+$, образующиеся при гидролизе катиона $Cr^{3+}$, реагируют с ионами $OH^-$, образующимися при гидролизе аниона $S^{2-}$, с образованием воды ($H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$). Это смещает равновесие обеих реакций гидролиза вправо, в сторону продуктов. В результате гидролиз протекает до конца (становится необратимым).

В итоге, ионы хрома($III$) полностью реагируют с водой с образованием нерастворимого гидроксида хрома(III) ($Cr(OH)_3$), а сульфид-ионы — с образованием газообразного сероводорода ($H_2S$). Соль сульфид хрома(III) ($Cr_2S_3$) в водной среде неустойчива и сразу же полностью гидролизуется, поэтому вместо реакции обмена идет реакция совместного гидролиза.

Полное молекулярное уравнение реакции выглядит следующим образом:
$2Cr(NO_3)_3 + 3Na_2S + 6H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow + 6NaNO_3$

Сокращенное ионное уравнение, которое лучше всего описывает суть процесса:
$2Cr^{3+} + 3S^{2-} + 6H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow$

Ответ: Осадок гидроксида хрома(III) выпадает в результате необратимого совместного гидролиза ионов $Cr^{3+}$ и $S^{2-}$ при их одновременном присутствии в водном растворе. Уравнение реакции: $2Cr(NO_3)_3 + 3Na_2S + 6H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow + 6NaNO_3$.