Страница 77 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета

Авторы: Еремин В. В., Кузьменко Н. Е., Теренин В. И., Дроздов А. А., Лунин В. В.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение

Год издания: 2023 - 2025

Уровень обучения: углублённый

Цвет обложки: белый, зелёный с радугой

Допущено Министерством просвещения Российской Федерации

Популярные ГДЗ в 10 классе

Cтраница 77

ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77
№1 (с. 77)
Условие. №1 (с. 77)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 1, Условие

1. Какую среду имеют водные растворы карбоната калия, хлорида цинка, нитрата кальция, хлорида аммония, силиката натрия? Напишите уравнения гидролиза в сокращённом ионном виде.

Решение. №1 (с. 77)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 1, Решение
Решение 2. №1 (с. 77)

Для определения среды водного раствора соли необходимо проанализировать, какими по силе кислотой и основанием она образована.

1. Соль сильного основания и сильной кислоты: гидролизу не подвергается, среда нейтральная ($pH \approx 7$).

2. Соль сильного основания и слабой кислоты: гидролизуется по аниону, среда щелочная ($pH > 7$).

3. Соль слабого основания и сильной кислоты: гидролизуется по катиону, среда кислая ($pH < 7$).

4. Соль слабого основания и слабой кислоты: гидролизуется и по катиону, и по аниону, среда зависит от относительной силы кислоты и основания.

Карбонат калия ($K_2CO_3$)

Эта соль образована сильным основанием — гидроксидом калия ($KOH$) — и слабой кислотой — угольной кислотой ($H_2CO_3$). Следовательно, гидролиз протекает по аниону. В результате реакции с водой образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), которые и определяют щелочную среду раствора.

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (по первой ступени):

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

Ответ: водный раствор карбоната калия имеет щелочную среду ($pH > 7$).

Хлорид цинка ($ZnCl_2$)

Эта соль образована слабым основанием — гидроксидом цинка ($Zn(OH)_2$) — и сильной кислотой — соляной кислотой ($HCl$). Следовательно, гидролиз протекает по катиону. В результате реакции с водой образуются ионы водорода ($H^+$), которые определяют кислую среду раствора.

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (по первой ступени):

$Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+$

Ответ: водный раствор хлорида цинка имеет кислую среду ($pH < 7$).

Нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$)

Эта соль образована сильным основанием — гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$) — и сильной кислотой — азотной кислотой ($HNO_3$). Соли, образованные сильными электролитами, гидролизу не подвергаются, так как ни катион кальция ($Ca^{2+}$), ни нитрат-анион ($NO_3^-$) не взаимодействуют с водой с образованием слабого электролита.

Ответ: водный раствор нитрата кальция имеет нейтральную среду ($pH \approx 7$).

Хлорид аммония ($NH_4Cl$)

Эта соль образована слабым основанием — гидратом аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$) — и сильной кислотой — соляной кислотой ($HCl$). Следовательно, гидролиз протекает по катиону. В результате реакции с водой образуются ионы водорода ($H^+$), которые определяют кислую среду раствора.

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде:

$NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+$

Ответ: водный раствор хлорида аммония имеет кислую среду ($pH < 7$).

Силикат натрия ($Na_2SiO_3$)

Эта соль образована сильным основанием — гидроксидом натрия ($NaOH$) — и слабой кислотой — кремниевой кислотой ($H_2SiO_3$). Следовательно, гидролиз протекает по аниону. В результате реакции с водой образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), которые определяют щелочную среду раствора.

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (по первой ступени):

$SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSiO_3^- + OH^-$

Ответ: водный раствор силиката натрия имеет щелочную среду ($pH > 7$).

№2 (с. 77)
Условие. №2 (с. 77)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 2, Условие

2. Как изменяется $pH$ раствора при увеличении концентрации ионов водорода?

Решение. №2 (с. 77)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 2, Решение
Решение 2. №2 (с. 77)

Решение

Водородный показатель, или pH, является мерой, определяющей кислотность водных растворов. Он связан с концентрацией ионов водорода $[H^+]$ (или, точнее, с активностью ионов гидроксония $H_3O^+$) следующей математической формулой:
$pH = -\log_{10}[H^+]$
Эта формула показывает, что pH — это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. Из-за знака "минус" в определении, между pH и концентрацией $[H^+]$ существует обратная зависимость. Это означает, что при увеличении концентрации ионов водорода значение pH будет уменьшаться.

Проиллюстрируем это на примере.
Допустим, в первом растворе концентрация ионов водорода составляет $[H^+] = 10^{-5}$ моль/л. Тогда pH этого раствора равен: $pH = -\log_{10}(10^{-5}) = 5$.
Если во втором растворе увеличить концентрацию ионов водорода в 100 раз до $[H^+] = 10^{-3}$ моль/л, то новый pH будет: $pH = -\log_{10}(10^{-3}) = 3$.
Как показывает пример, увеличение концентрации $[H^+]$ привело к уменьшению значения pH.

С химической точки зрения, увеличение концентрации ионов водорода делает раствор более кислым. На шкале pH, которая обычно варьируется от 0 до 14, значения ниже 7 соответствуют кислой среде, значение 7 — нейтральной, а значения выше 7 — щелочной (основной) среде. Таким образом, при увеличении концентрации ионов водорода кислотность раствора возрастает, а его pH снижается.

Ответ: при увеличении концентрации ионов водорода pH раствора уменьшается.

№3 (с. 77)
Условие. №3 (с. 77)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 3, Условие

3. Какую соль следует добавить в воду для получения щелочной среды; кислотной среды?

Решение. №3 (с. 77)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 3, Решение
Решение 2. №3 (с. 77)

Среда водного раствора соли (кислая, щелочная или нейтральная) определяется процессом гидролиза — взаимодействия ионов соли с молекулами воды. Характер среды зависит от силы кислоты и основания, из которых образована соль.

Для получения щелочной среды

Чтобы получить щелочную среду ($pH > 7$), в воду необходимо добавить соль, образованную сильным основанием и слабой кислотой. При растворении такой соли происходит гидролиз по аниону (иону кислотного остатка). Анион слабой кислоты, будучи сильным сопряженным основанием, вступает в реакцию с водой, связывая ионы водорода $H^+$. Это приводит к накоплению в растворе избыточных гидроксид-ионов ($OH^-$), которые и создают щелочную среду.

Примеры таких солей: карбонат натрия ($Na_2CO_3$), ацетат калия ($CH_3COOK$), сульфид натрия ($Na_2S$), фосфат калия ($K_3PO_4$).

Рассмотрим на примере карбоната натрия ($Na_2CO_3$), который образован сильным основанием $NaOH$ и слабой угольной кислотой $H_2CO_3$.

1. Диссоциация соли в воде: $Na_2CO_3 \rightarrow 2Na^+ + CO_3^{2-}$

2. Катион $Na^+$ не взаимодействует с водой, так как соответствует сильному основанию.

3. Анион $CO_3^{2-}$ гидролизуется, так как соответствует слабой кислоте:

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

В результате в растворе увеличивается концентрация гидроксид-ионов, и среда становится щелочной.

Ответ: Для получения щелочной среды следует добавить в воду соль, образованную сильным основанием и слабой кислотой, например, карбонат натрия ($Na_2CO_3$) или ацетат натрия ($CH_3COONa$).

Для получения кислотной среды

Чтобы получить кислотную среду ($pH < 7$), в воду необходимо добавить соль, образованную слабым основанием и сильной кислотой. В этом случае гидролизу подвергается катион металла (или аммония). Катион слабого основания, будучи сильной сопряженной кислотой, реагирует с водой, отщепляя от нее гидроксид-ионы $OH^-$. В результате в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$), которые создают кислотную среду.

Примеры таких солей: хлорид аммония ($NH_4Cl$), сульфат меди(II) ($CuSO_4$), нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$), хлорид железа(III) ($FeCl_3$).

Рассмотрим на примере хлорида аммония ($NH_4Cl$), который образован слабым основанием $NH_3 \cdot H_2O$ и сильной соляной кислотой $HCl$.

1. Диссоциация соли в воде: $NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-$

2. Анион $Cl^-$ не взаимодействует с водой, так как соответствует сильной кислоте.

3. Катион $NH_4^+$ гидролизуется, так как соответствует слабому основанию:

$NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+$

В результате в растворе увеличивается концентрация ионов водорода, и среда становится кислотной.

Ответ: Для получения кислотной среды следует добавить в воду соль, образованную слабым основанием и сильной кислотой, например, хлорид аммония ($NH_4Cl$) или сульфат меди(II) ($CuSO_4$).

№4 (с. 77)
Условие. №4 (с. 77)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 4, Условие

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

Решение. №4 (с. 77)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 4, Решение
Решение 2. №4 (с. 77)

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: $2Cr(NO_3)_3 + 3Na_2S + 6H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow + 6NaNO_3$.

№5 (с. 77)
Условие. №5 (с. 77)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 5, Условие

5. Какое вещество необходимо добавить к раствору сульфата меди(II) для предотвращения или ослабления гидролиза?

Решение. №5 (с. 77)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 5, Решение
Решение 2. №5 (с. 77)

Решение

Сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — это соль, образованная катионом слабого основания, гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$), и анионом сильной кислоты, серной кислоты ($H_2SO_4$).

При растворении в воде сульфат меди(II) диссоциирует на ионы:

$CuSO_4 \rightleftharpoons Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

Так как соль образована слабым основанием и сильной кислотой, она подвергается гидролизу по катиону. Ион меди ($Cu^{2+}$) взаимодействует с молекулами воды, что приводит к образованию ионов водорода ($H^+$) и, как следствие, к созданию кислой среды в растворе.

Процесс гидролиза является обратимым, и его равновесие (по первой ступени) можно описать следующим ионным уравнением:

$Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^{+} + H^{+}$

В результате этой реакции в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$), что и обуславливает кислую реакцию среды ($pH < 7$). При длительном стоянии или нагревании гидролиз может пойти дальше с образованием осадка основной соли или гидроксида меди(II).

Для того чтобы предотвратить или ослабить (подавить) гидролиз, необходимо сместить химическое равновесие влево, в сторону исходных веществ. Согласно принципу Ле Шателье, для этого нужно увеличить концентрацию одного из продуктов реакции. В данном случае продуктом, концентрацию которого легко увеличить, являются ионы водорода ($H^+$).

Добавление в раствор сильной кислоты, которая является донором ионов $H^+$, приведет к смещению равновесия влево. Наиболее подходящей кислотой является серная кислота ($H_2SO_4$), так как её анион ($SO_4^{2-}$) уже присутствует в растворе и не будет вносить в него посторонние ионы.

Таким образом, подкисление раствора сульфата меди(II) серной кислотой подавляет его гидролиз, предотвращая образование нерастворимых продуктов и сохраняя стабильность раствора.

Ответ: Для предотвращения или ослабления гидролиза к раствору сульфата меди(II) необходимо добавить сильную кислоту, предпочтительно серную кислоту ($H_2SO_4$).

№6 (с. 77)
Условие. №6 (с. 77)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 6, Условие

6. Какие из предложенных солей ($NaI$, $NH_4Cl$, $KNO_2$, $K_2SiO_3$, $ZnSO_4$, $Al_2S_3$, $Al_2(SO_4)_3$, $ZnF_2$):

а) гидролизуются по катиону;

б) гидролизуются по аниону;

в) гидролизуются по катиону и по аниону;

г) не гидролизуются?

Решение. №6 (с. 77)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 77, номер 6, Решение
Решение 2. №6 (с. 77)

Гидролиз солей — это взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита (слабой кислоты или слабого основания) и изменению pH среды. Тип гидролиза зависит от силы кислоты и основания, из которых образована соль.

а) гидролизуются по катиону

Гидролизу по катиону подвергаются соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой. В водном растворе таких солей катион слабого основания взаимодействует с водой, что приводит к образованию ионов $H^+$ и созданию кислой среды ($pH < 7$).

  • $NH_4Cl$ (хлорид аммония) — соль, образованная слабым основанием $NH_4OH$ (гидроксид аммония) и сильной кислотой $HCl$ (соляная кислота). Гидролиз протекает по катиону аммония $NH_4^+$:
    $NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+$

  • $ZnSO_4$ (сульфат цинка) — соль, образованная слабым основанием $Zn(OH)_2$ (гидроксид цинка) и сильной кислотой $H_2SO_4$ (серная кислота). Гидролиз протекает по катиону цинка $Zn^{2+}$:
    $Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+$

  • $Al_2(SO_4)_3$ (сульфат алюминия) — соль, образованная слабым основанием $Al(OH)_3$ (гидроксид алюминия) и сильной кислотой $H_2SO_4$. Гидролиз протекает по катиону алюминия $Al^{3+}$:
    $Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + H^+$

Ответ: $NH_4Cl, ZnSO_4, Al_2(SO_4)_3$.

б) гидролизуются по аниону

Гидролизу по аниону подвергаются соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой. В водном растворе анион слабой кислоты взаимодействует с водой, что приводит к образованию ионов $OH^-$ и созданию щелочной среды ($pH > 7$).

  • $KNO_2$ (нитрит калия) — соль, образованная сильным основанием $KOH$ (гидроксид калия) и слабой кислотой $HNO_2$ (азотистая кислота). Гидролиз протекает по нитрит-аниону $NO_2^-$:
    $NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + OH^-$

  • $K_2SiO_3$ (силикат калия) — соль, образованная сильным основанием $KOH$ и слабой кислотой $H_2SiO_3$ (кремниевая кислота). Гидролиз протекает по силикат-аниону $SiO_3^{2-}$:
    $SiO_3^{2-} + 2H_2O \rightleftharpoons H_2SiO_3 \downarrow + 2OH^-$

Ответ: $KNO_2, K_2SiO_3$.

в) гидролизуются по катиону и по аниону

Совместному гидролизу подвергаются соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой. В этом случае с водой взаимодействуют и катион, и анион. Реакция среды зависит от относительной силы образующихся кислоты и основания.

  • $Al_2S_3$ (сульфид алюминия) — соль, образованная слабым основанием $Al(OH)_3$ и слабой кислотой $H_2S$ (сероводородная кислота). Эта соль подвергается полному и необратимому гидролизу, так как оба продукта реакции являются нерастворимыми или летучими веществами.
    $Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow$

  • $ZnF_2$ (фторид цинка) — соль, образованная слабым основанием $Zn(OH)_2$ и слабой кислотой $HF$ (фтороводородная кислота). Гидролиз идет одновременно по катиону $Zn^{2+}$ и аниону $F^-$:
    $Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+$
    $F^- + H_2O \rightleftharpoons HF + OH^-$
    Суммарное уравнение: $Zn^{2+} + 2F^- + 2H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)_2 \downarrow + 2HF$

Ответ: $Al_2S_3, ZnF_2$.

г) не гидролизуются

Не подвергаются гидролизу соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой. Ионы таких солей не взаимодействуют с водой, и среда раствора остается нейтральной ($pH = 7$).

  • $NaI$ (йодид натрия) — соль, образованная сильным основанием $NaOH$ (гидроксид натрия) и сильной кислотой $HI$ (йодоводородная кислота). Оба иона, $Na^+$ и $I^-$, являются ионами сильных электролитов и не вступают в реакцию с водой.

Ответ: $NaI$.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться