Номер 3, страница 74 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. Параграф 13. Гидролиз. Глава II. Химические реакции - номер 3, страница 74.

Условие.

3. Какие соли подвергаются гидролизу: $KCl$, $K_2S$, $ZnCl_2$, $Pb(NO_3)_2$, $Ca_3(PO_4)_2$, $LiNO_2$, $Cs_2SiO_3$, $AlBr_3$, $Na_2SO_4$? Запишите уравнения гидролиза в ионном и молекулярном виде. Укажите среду растворов, окраску лакмуса и универсального индикатора в них.

Решение.

Решение 2.

Гидролизу подвергаются соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, сильным основанием и слабой кислотой, или слабым основанием и слабой кислотой. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются, и среда их водных растворов нейтральная.

Из предложенного списка гидролизу не подвергаются:

• KCl (хлорид калия) – соль, образованная сильным основанием $KOH$ и сильной кислотой $HCl$. Среда раствора нейтральная ($pH \approx 7$). Окраска лакмуса – фиолетовая, универсального индикатора – зеленая.
• Na₂SO₄ (сульфат натрия) – соль, образованная сильным основанием $NaOH$ и сильной кислотой $H_2SO_4$. Среда раствора нейтральная ($pH \approx 7$). Окраска лакмуса – фиолетовая, универсального индикатора – зеленая.

Гидролизу подвергаются следующие соли:

K₂S (сульфид калия)

Эта соль образована сильным основанием ($KOH$) и слабой двухосновной кислотой ($H_2S$). Гидролиз протекает по аниону ($S^{2-}$).

Уравнения гидролиза (по первой ступени, так как она протекает в наибольшей степени):

• Молекулярное уравнение: $K_2S + H_2O \rightleftharpoons KHS + KOH$
• Полное ионное уравнение: $2K^+ + S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons K^+ + HS^- + K^+ + OH^-$
• Краткое ионное уравнение: $S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HS^- + OH^-$

В результате реакции в растворе образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), что обуславливает щелочную среду раствора.

Среда раствора: щелочная ($pH > 7$). Окраска лакмуса – синяя, универсального индикатора – синяя.

Ответ: Соль $K_2S$ подвергается гидролизу по аниону, среда раствора щелочная, лакмус синий, универсальный индикатор синий.

ZnCl₂ (хлорид цинка)

Эта соль образована слабым основанием ($Zn(OH)_2$) и сильной кислотой ($HCl$). Гидролиз протекает по катиону ($Zn^{2+}$).

Уравнения гидролиза (по первой ступени):

• Молекулярное уравнение: $ZnCl_2 + H_2O \rightleftharpoons ZnOHCl + HCl$
• Полное ионное уравнение: $Zn^{2+} + 2Cl^- + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + Cl^- + H^+ + Cl^-$
• Краткое ионное уравнение: $Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+$

В результате реакции в растворе образуются ионы водорода ($H^+$), что обуславливает кислую среду раствора.

Среда раствора: кислая ($pH < 7$). Окраска лакмуса – красная, универсального индикатора – оранжевая/красная.

Ответ: Соль $ZnCl_2$ подвергается гидролизу по катиону, среда раствора кислая, лакмус красный, универсальный индикатор оранжевый/красный.

Pb(NO₃)₂ (нитрат свинца(II))

Эта соль образована слабым основанием ($Pb(OH)_2$) и сильной кислотой ($HNO_3$). Гидролиз протекает по катиону ($Pb^{2+}$).

Уравнения гидролиза (по первой ступени):

• Молекулярное уравнение: $Pb(NO_3)_2 + H_2O \rightleftharpoons PbOHNO_3 + HNO_3$
• Полное ионное уравнение: $Pb^{2+} + 2NO_3^- + H_2O \rightleftharpoons PbOH^+ + NO_3^- + H^+ + NO_3^-$
• Краткое ионное уравнение: $Pb^{2+} + H_2O \rightleftharpoons PbOH^+ + H^+$

В результате реакции в растворе образуются ионы водорода ($H^+$), что обуславливает кислую среду раствора.

Среда раствора: кислая ($pH < 7$). Окраска лакмуса – красная, универсального индикатора – оранжевая/красная.

Ответ: Соль $Pb(NO_3)_2$ подвергается гидролизу по катиону, среда раствора кислая, лакмус красный, универсальный индикатор оранжевый/красный.

Ca₃(PO₄)₂ (фосфат кальция)

Эта соль образована сильным основанием ($Ca(OH)_2$) и слабой трехосновной кислотой ($H_3PO_4$). Фосфат кальция практически нерастворим в воде, поэтому гидролиз протекает в незначительной степени для той малой части соли, которая растворяется. Гидролиз идет по аниону ($PO_4^{3-}$).

Уравнения гидролиза (по первой ступени):

• Молекулярное уравнение: $Ca_3(PO_4)_2 + 2H_2O \rightleftharpoons 2CaHPO_4 \downarrow + Ca(OH)_2$
• Краткое ионное уравнение: $PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-$

В растворе образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), что создает щелочную среду.

Среда раствора: щелочная ($pH > 7$). Окраска лакмуса – синяя, универсального индикатора – синяя.

Ответ: Соль $Ca_3(PO_4)_2$ подвергается гидролизу по аниону, среда раствора щелочная, лакмус синий, универсальный индикатор синий.

LiNO₂ (нитрит лития)

Эта соль образована сильным основанием ($LiOH$) и слабой кислотой ($HNO_2$). Гидролиз протекает по аниону ($NO_2^-$).

Уравнения гидролиза:

• Молекулярное уравнение: $LiNO_2 + H_2O \rightleftharpoons LiOH + HNO_2$
• Полное ионное уравнение: $Li^+ + NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons Li^+ + OH^- + HNO_2$
• Краткое ионное уравнение: $NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + OH^-$

В результате реакции в растворе образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), что создает щелочную среду.

Среда раствора: щелочная ($pH > 7$). Окраска лакмуса – синяя, универсального индикатора – синяя.

Ответ: Соль $LiNO_2$ подвергается гидролизу по аниону, среда раствора щелочная, лакмус синий, универсальный индикатор синий.

Cs₂SiO₃ (силикат цезия)

Эта соль образована сильным основанием ($CsOH$) и очень слабой кислотой ($H_2SiO_3$). Гидролиз протекает по аниону ($SiO_3^{2-}$), причем довольно глубоко, часто до конца.

Уравнения гидролиза (суммарное уравнение для полного гидролиза):

• Молекулярное уравнение: $Cs_2SiO_3 + 2H_2O \rightleftharpoons 2CsOH + H_2SiO_3 \downarrow$
• Полное ионное уравнение: $2Cs^+ + SiO_3^{2-} + 2H_2O \rightleftharpoons 2Cs^+ + 2OH^- + H_2SiO_3 \downarrow$
• Краткое ионное уравнение: $SiO_3^{2-} + 2H_2O \rightleftharpoons H_2SiO_3 \downarrow + 2OH^-$

В результате реакции образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), что создает сильнощелочную среду.

Среда раствора: сильнощелочная ($pH >> 7$). Окраска лакмуса – синяя, универсального индикатора – сине-фиолетовая.

Ответ: Соль $Cs_2SiO_3$ подвергается гидролизу по аниону, среда раствора сильнощелочная, лакмус синий, универсальный индикатор сине-фиолетовый.

AlBr₃ (бромид алюминия)

Эта соль образована слабым основанием ($Al(OH)_3$) и сильной кислотой ($HBr$). Гидролиз протекает по катиону ($Al^{3+}$).

Уравнения гидролиза (по первой ступени):

• Молекулярное уравнение: $AlBr_3 + H_2O \rightleftharpoons AlOHBr_2 + HBr$
• Полное ионное уравнение: $Al^{3+} + 3Br^- + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + 2Br^- + H^+ + Br^-$
• Краткое ионное уравнение: $Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + H^+$

В результате реакции в растворе образуются ионы водорода ($H^+$), что обуславливает кислую среду.

Среда раствора: кислая ($pH < 7$). Окраска лакмуса – красная, универсального индикатора – оранжевая/красная.

Ответ: Соль $AlBr_3$ подвергается гидролизу по катиону, среда раствора кислая, лакмус красный, универсальный индикатор оранжевый/красный.