Номер 102, страница 310 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.102. Какие из перечисленных веществ: 1) фтороводород; 2) ацетат калия; 3) хлорид алюминия; 4) пиридин; 5) негашёная известь – при растворении в воде образуют раствор с $\mathrm{pH} > 7?$ Объясните с помощью ионных уравнений.

Раствор с pH > 7 имеет щелочную среду. Это означает, что при растворении вещества в воде концентрация гидроксид-ионов ($OH^-$) становится выше концентрации ионов водорода ($H^+$). Рассмотрим каждое вещество по отдельности.

1) фтороводород

Фтороводород ($HF$) является слабой кислотой. При растворении в воде он частично диссоциирует, создавая в растворе избыток ионов водорода ($H^+$), что приводит к кислой среде.

$HF \rightleftharpoons H^+ + F^-$

В результате pH раствора становится меньше 7.

Ответ: pH < 7.

2) ацетат калия

Ацетат калия ($CH_3COOK$) — это соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой уксусной кислотой ($CH_3COOH$). В воде эта соль полностью диссоциирует:

$CH_3COOK \rightarrow K^+ + CH_3COO^-$

Ион калия ($K^+$) — катион сильного основания, поэтому он не вступает в реакцию с водой. Ацетат-ион ($CH_3COO^-$) — анион слабой кислоты, поэтому он подвергается гидролизу, реагируя с водой и образуя гидроксид-ионы ($OH^-$):

$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$

Накопление ионов $OH^-$ в растворе создает щелочную среду.

Ответ: pH > 7.

3) хлорид алюминия

Хлорид алюминия ($AlCl_3$) — это соль, образованная слабым основанием ($Al(OH)_3$) и сильной соляной кислотой ($HCl$). При растворении в воде диссоциирует:

$AlCl_3 \rightarrow Al^{3+} + 3Cl^-$

Хлорид-ион ($Cl^-$) — анион сильной кислоты и гидролизу не подвергается. Ион алюминия ($Al^{3+}$) — катион слабого основания, поэтому он гидролизуется, что приводит к образованию в растворе избытка ионов водорода ($H^+$):

$Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons [Al(OH)]^{2+} + H^+$

Из-за накопления ионов $H^+$ среда становится кислой.

Ответ: pH < 7.

4) пиридин

Пиридин ($C_5H_5N$) — органическое вещество, проявляющее свойства слабого основания за счет неподеленной электронной пары атома азота. Он реагирует с водой, отщепляя от нее протон и образуя гидроксид-ионы:

$C_5H_5N + H_2O \rightleftharpoons C_5H_5NH^+ + OH^-$

Образование ионов $OH^-$ обуславливает щелочную среду раствора.

Ответ: pH > 7.

5) негашёная известь

Негашёная известь — это оксид кальция ($CaO$), который является основным оксидом. Он активно реагирует с водой с образованием сильного основания — гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$):

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Гидроксид кальция диссоциирует в воде, создавая высокую концентрацию гидроксид-ионов:

$Ca(OH)_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2OH^-$

Это приводит к сильнощелочной среде раствора.

Ответ: pH > 7.

Таким образом, вещества, которые при растворении в воде образуют раствор с pH > 7: ацетат калия, пиридин и негашёная известь.