Номер 6, страница 334 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 47. Фосфор и его соединения - номер 6, страница 334.

Условие.

6. Установите соответствие между солью и реакцией среды водного раствора этой соли.

СОЛЬ

A) $KHSO_3$

Б) $KH_2PO_4$

В) $K_2HPO_4$

Г) $K_3PO_4$

РЕАКЦИЯ СРЕДЫ

1) кислая

2) нейтральная

3) щелочная

Решение.

Решение 2.

А) KHSO₃

Гидросульфит калия ($KHSO_3$) — кислая соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой кислотой ($H_2SO_3$). В водном растворе соль диссоциирует на ионы $K^+$ и $HSO_3^-$. Катион $K^+$ не подвергается гидролизу. Анион $HSO_3^-$ является амфотерным, то есть может и диссоциировать как кислота, и гидролизоваться как основание:

1. Диссоциация (проявляет кислотные свойства): $HSO_3^- \rightleftharpoons H^+ + SO_3^{2-}$

2. Гидролиз (проявляет основные свойства): $HSO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3 + OH^-$

Реакция среды определяется соотношением констант кислотности ($K_a$) для первого процесса и основности ($K_b$) для второго.

$K_a(HSO_3^-) = K_{a2}(H_2SO_3) \approx 6.3 \cdot 10^{-8}$

$K_b(HSO_3^-) = \frac{K_w}{K_{a1}(H_2SO_3)} = \frac{10^{-14}}{1.5 \cdot 10^{-2}} \approx 6.7 \cdot 10^{-13}$

Поскольку $K_a > K_b$ ($6.3 \cdot 10^{-8} > 6.7 \cdot 10^{-13}$), диссоциация преобладает над гидролизом. В растворе накапливаются ионы $H^+$, что создает кислую среду.

Ответ: 1

Б) KH₂PO₄

Дигидрофосфат калия ($KH_2PO_4$) — кислая соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой кислотой ($H_3PO_4$). В водном растворе диссоциирует на ионы $K^+$ и $H_2PO_4^-$. Катион $K^+$ не гидролизуется. Анион $H_2PO_4^-$ является амфотерным:

1. Диссоциация: $H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}$

2. Гидролиз: $H_2PO_4^- + H_2O \rightleftharpoons H_3PO_4 + OH^-$

Сравним соответствующие константы:

$K_a(H_2PO_4^-) = K_{a2}(H_3PO_4) \approx 6.2 \cdot 10^{-8}$

$K_b(H_2PO_4^-) = \frac{K_w}{K_{a1}(H_3PO_4)} = \frac{10^{-14}}{7.5 \cdot 10^{-3}} \approx 1.3 \cdot 10^{-12}$

Поскольку $K_a > K_b$ ($6.2 \cdot 10^{-8} > 1.3 \cdot 10^{-12}$), процесс диссоциации преобладает. В растворе создается избыток ионов $H^+$, и среда становится кислой.

Ответ: 1

В) K₂HPO₄

Гидрофосфат калия ($K_2HPO_4$) — кислая соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой кислотой ($H_3PO_4$). В водном растворе диссоциирует на ионы $K^+$ и $HPO_4^{2-}$. Анион $HPO_4^{2-}$ является амфотерным:

1. Диссоциация: $HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}$

2. Гидролиз: $HPO_4^{2-} + H_2O \rightleftharpoons H_2PO_4^- + OH^-$

Сравним соответствующие константы:

$K_a(HPO_4^{2-}) = K_{a3}(H_3PO_4) \approx 4.2 \cdot 10^{-13}$

$K_b(HPO_4^{2-}) = \frac{K_w}{K_{a2}(H_3PO_4)} = \frac{10^{-14}}{6.2 \cdot 10^{-8}} \approx 1.6 \cdot 10^{-7}$

Поскольку $K_b > K_a$ ($1.6 \cdot 10^{-7} > 4.2 \cdot 10^{-13}$), процесс гидролиза преобладает над диссоциацией. В растворе накапливаются ионы $OH^-$, что создает щелочную среду.

Ответ: 3

Г) K₃PO₄

Фосфат калия ($K_3PO_4$) — средняя соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой кислотой ($H_3PO_4$). В водном растворе диссоциирует на ионы $K^+$ и $PO_4^{3-}$. Катион $K^+$ не гидролизуется. Анион $PO_4^{3-}$, являясь анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу по первой ступени:

$PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-$

В результате гидролиза в растворе образуются гидроксид-ионы $OH^-$, что обуславливает щелочную реакцию среды.

Ответ: 3