Номер 3, страница 300 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 42. Оксид серы(VI). Серная кислота и её соли - номер 3, страница 300.

Условие.

3. Почему серная кислота образует два ряда солей? Сравните их.

Решение.

Решение 2.

Решение

Серная кислота ($H_2SO_4$) образует два ряда солей, потому что она является двухосновной кислотой. Это означает, что в ее молекуле есть два атома водорода, которые могут последовательно (по ступеням) замещаться атомами металла. Этот процесс связан со ступенчатой диссоциацией кислоты в водном растворе:

Первая ступень: $H_2SO_4 \rightleftharpoons H^+ + HSO_4^-$ (диссоциация по первой ступени проходит практически полностью, так как серная кислота сильная).

Вторая ступень: $HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$ (гидросульфат-ион является кислотой средней силы, поэтому диссоциация по второй ступени обратима).

В зависимости от того, сколько атомов водорода замещается в ходе химической реакции (например, нейтрализации), образуются два ряда солей.

1. Кислые соли (гидросульфаты). Образуются при неполной нейтрализации кислоты, когда замещается только один из двух атомов водорода. В состав таких солей входит катион металла и кислый анион $HSO_4^-$ (гидросульфат-ион). Это происходит при реакции серной кислоты с недостатком основания или избытком кислоты.

Пример: $H_2SO_4 + NaOH \rightarrow NaHSO_4 + H_2O$

2. Средние, или нормальные, соли (сульфаты). Образуются при полной нейтрализации кислоты, когда замещаются оба атома водорода. В состав этих солей входит катион металла и анион $SO_4^{2-}$ (сульфат-ион). Для их получения требуется достаточное количество основания.

Пример: $H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Сравнение этих двух рядов солей:

Кислые и средние соли серной кислоты различаются по составу: кислые соли (гидросульфаты) содержат в своем анионе атом водорода ($HSO_4^-$), в то время как средние соли (сульфаты) его не содержат ($SO_4^{2-}$).

Это различие в составе определяет их химические свойства. Кислые соли проявляют свойства как солей, так и кислот. Они могут реагировать со щелочами, превращаясь в средние соли ($NaHSO_4 + NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$), а их водные растворы имеют сильнокислую среду. Средние соли, образованные сильным основанием (например, $Na_2SO_4$), имеют нейтральную среду в растворе и проявляют типичные свойства солей (например, вступают в реакции ионного обмена).

Также они различаются по условиям получения: кислые соли образуются при избытке кислоты, а средние – при избытке основания или при их взаимодействии в стехиометрическом соотношении для полной нейтрализации.

Ответ: Серная кислота ($H_2SO_4$) является двухосновной, поэтому ее нейтрализация может происходить ступенчато, с образованием двух рядов солей. При замещении одного атома водорода образуются кислые соли (гидросульфаты), содержащие ион $HSO_4^-$. При замещении обоих атомов водорода образуются средние соли (сульфаты), содержащие ион $SO_4^{2-}$. Эти соли отличаются по составу, химическим свойствам (гидросульфаты проявляют кислотные свойства) и условиям получения (соотношение реагентов).