Номер 1, страница 97 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 21. Гидролиз органических и неорганических соединений. Глава IV. Растворы - номер 1, страница 97.

Условие.

1. Предположите, какие из солей: хлорид железа(III), сульфат натрия, карбонат лития, нитрат натрия — будут подвергаться гидролизу. Какими опытами это можно проверить?

Решение.

Решение 2.

Гидролиз — это реакция обмена ионов соли с молекулами воды, которая приводит к образованию слабого электролита (слабой кислоты или слабого основания) и изменению pH среды. Возможность гидролиза определяется силой кислоты и основания, из которых образована соль.

Проанализируем каждую из предложенных солей:

1. Хлорид железа(III) ($FeCl_3$). Соль образована слабым основанием — гидроксидом железа(III) ($Fe(OH)_3$) — и сильной кислотой — соляной ($HCl$). Гидролиз протекает по катиону ($Fe^{3+}$), в результате чего в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$), создавая кислую среду ($pH < 7$).
Уравнение гидролиза по первой ступени в сокращенной ионной форме:
$Fe^{3+} + H_2O \rightleftharpoons FeOH^{2+} + H^+$

2. Сульфат натрия ($Na_2SO_4$). Соль образована сильным основанием — гидроксидом натрия ($NaOH$) — и сильной кислотой — серной ($H_2SO_4$). Соли, образованные сильными кислотами и сильными основаниями, гидролизу не подвергаются. Среда в растворе нейтральная ($pH \approx 7$).

3. Карбонат лития ($Li_2CO_3$). Соль образована сильным основанием — гидроксидом лития ($LiOH$) — и слабой кислотой — угольной ($H_2CO_3$). Гидролиз протекает по аниону ($CO_3^{2-}$), в результате чего в растворе накапливаются гидроксид-ионы ($OH^-$), создавая щелочную среду ($pH > 7$).
Уравнение гидролиза по первой ступени в сокращенной ионной форме:
$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^{-} + OH^{-}$

4. Нитрат натрия ($NaNO_3$). Соль образована сильным основанием — гидроксидом натрия ($NaOH$) — и сильной кислотой — азотной ($HNO_3$). Данная соль не подвергается гидролизу, среда в ее растворе нейтральная ($pH \approx 7$).

Ответ: Гидролизу будут подвергаться хлорид железа(III) и карбонат лития.

Какими опытами это можно проверить?

Поскольку гидролиз солей приводит к изменению кислотно-щелочного баланса раствора, это можно экспериментально подтвердить, измерив pH полученных растворов. Для этого можно использовать кислотно-основные индикаторы или прибор pH-метр.

План опыта:

1. Приготовить в четырех разных пробирках водные растворы солей: хлорида железа(III), сульфата натрия, карбоната лития и нитрата натрия.
2. В каждую пробирку добавить по несколько капель раствора индикатора (например, лакмуса или универсального индикатора) или опустить индикаторную бумагу.

Ожидаемые наблюдения:

- В растворе хлорида железа(III) среда будет кислой, поэтому лакмус станет красным, а универсальный индикатор покажет значение pH меньше 7 (окрасится в желто-оранжевый цвет).
- В растворе карбоната лития среда будет щелочной, поэтому лакмус станет синим, а универсальный индикатор покажет значение pH больше 7 (окрасится в сине-фиолетовый цвет).
- В растворах сульфата натрия и нитрата натрия среда останется нейтральной, и цвет индикаторов не изменится (лакмус останется фиолетовым, универсальный индикатор — зеленым).

Эти наблюдения докажут, что хлорид железа(III) и карбонат лития подвергаются гидролизу, в то время как сульфат натрия и нитрат натрия — нет.

Ответ: Наличие гидролиза можно проверить с помощью кислотно-основных индикаторов (лакмус, универсальный индикатор) или pH-метра. В растворах солей, подвергающихся гидролизу, среда изменится: раствор хлорида железа(III) станет кислым, а раствор карбоната лития — щелочным, что будет зафиксировано изменением цвета индикатора. В растворах сульфата натрия и нитрата натрия среда останется нейтральной.