Номер 3, страница 85 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

3. Исследуйте растворы хлорида и карбоната натрия, а также хлорида цинка с помощью индикаторной бумаги. Объясните результаты исследований, запишите уравнения химических процессов.

Для исследования растворов солей с помощью индикаторной бумаги необходимо определить характер среды каждого раствора. Характер среды (кислая, щелочная или нейтральная) зависит от того, подвергается ли соль гидролизу, то есть взаимодействию с водой.

Исследование раствора хлорида натрия ($NaCl$)

Хлорид натрия – это соль, образованная сильным основанием (гидроксидом натрия $NaOH$) и сильной кислотой (соляной кислотой $HCl$). Соли, образованные сильными кислотами и сильными основаниями, не подвергаются гидролизу. Это происходит потому, что ни катион ($Na^+$), ни анион ($Cl^-$) не взаимодействуют с молекулами воды с образованием ионов $H^+$ или $OH^-$, которые могли бы изменить pH раствора.

$Na^+ + H_2O \nrightarrow$
$Cl^- + H_2O \nrightarrow$

В результате концентрация ионов водорода ($H^+$) и гидроксид-ионов ($OH^-$) в растворе остается такой же, как в чистой воде. Среда в растворе хлорида натрия будет нейтральной, $pH \approx 7$. Универсальная индикаторная бумага не изменит свой цвет, оставаясь желто-зеленой.

Ответ: среда раствора хлорида натрия нейтральная ($pH \approx 7$), так как соль образована сильным основанием и сильной кислотой и не подвергается гидролизу. Индикаторная бумага не изменит свой цвет.

Исследование раствора карбоната натрия ($Na_2CO_3$)

Карбонат натрия – это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой (угольной кислотой $H_2CO_3$). В водном растворе соли такого типа подвергаются гидролизу по аниону.

Карбонат-ион ($CO_3^{2-}$) связывает ионы водорода из молекул воды. Это приводит к накоплению в растворе избыточных гидроксид-ионов ($OH^-$), что создает щелочную среду ($pH > 7$). Гидролиз протекает преимущественно по первой ступени.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

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

Полное ионное уравнение:

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

Молекулярное уравнение:

$Na_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons NaHCO_3 + NaOH$

Из-за избытка ионов $OH^-$ универсальная индикаторная бумага окрасится в синий или сине-зеленый цвет.

Ответ: среда раствора карбоната натрия щелочная ($pH > 7$), так как соль образована сильным основанием и слабой кислотой и гидролизуется по аниону. Индикаторная бумага окрасится в синий цвет.

Исследование раствора хлорида цинка ($ZnCl_2$)

Хлорид цинка – это соль, образованная слабым основанием (гидроксидом цинка $Zn(OH)_2$) и сильной кислотой ($HCl$). Соли такого типа подвергаются гидролизу по катиону.

Катион цинка ($Zn^{2+}$) взаимодействует с молекулами воды, отщепляя от них гидроксид-ионы. Это приводит к накоплению в растворе избыточных ионов водорода ($H^+$), что создает кислую среду ($pH < 7$). Гидролиз протекает преимущественно по первой ступени.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

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

Полное ионное уравнение:

$Zn^{2+} + 2Cl^- + H_2O \rightleftharpoons [Zn(OH)]^+ + H^+ + 2Cl^-$

Молекулярное уравнение:

$ZnCl_2 + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)Cl + HCl$

Из-за избытка ионов $H^+$ универсальная индикаторная бумага окрасится в розовый или красный цвет.

Ответ: среда раствора хлорида цинка кислая ($pH < 7$), так как соль образована слабым основанием и сильной кислотой и гидролизуется по катиону. Индикаторная бумага окрасится в розовый или красный цвет.