Номер 3, страница 97 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 21. Гидролиз органических и неорганических соединений. Глава IV. Растворы - номер 3, страница 97.

Условие.

3. Укажите, какую среду имеет водный раствор:

а) $Na_2S$;

б) $NaCl$;

в) $CuSO_4$;

г) $K_2CO_3$.

Решение.

Решение 2.

Среда водного раствора соли определяется явлением гидролиза — обменным взаимодействием ионов соли с молекулами воды, приводящим к образованию слабодиссоциирующих соединений. Характер среды (кислая, щелочная или нейтральная) зависит от силы кислоты и основания, из которых образована соль.

Проанализируем каждую соль:

а) Na₂S

Сульфид натрия – это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$, гидроксид натрия) и слабой кислотой ($H_2S$, сероводородная кислота). При растворении в воде соль полностью диссоциирует на ионы:

$Na_2S \leftrightarrow 2Na^+ + S^{2-}$

Ионы натрия $Na^+$ являются катионами сильного основания и не подвергаются гидролизу. Сульфид-ионы $S^{2-}$ являются анионами слабой кислоты и вступают в реакцию с водой, то есть гидролизуются по аниону.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза (по первой ступени):

$S^{2-} + HOH \rightleftharpoons HS^- + OH^-$

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

Ответ: щелочная среда ($pH > 7$).

б) NaCl

Хлорид натрия – это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$, гидроксид натрия) и сильной кислотой ($HCl$, соляная кислота). В водном растворе соль диссоциирует:

$NaCl \leftrightarrow Na^+ + Cl^-$

Ни катион натрия $Na^+$, ни хлорид-анион $Cl^-$ не взаимодействуют с водой, так как они соответствуют сильному основанию и сильной кислоте. Следовательно, гидролиз не происходит, и концентрация ионов $H^+$ и $OH^-$ в растворе остается такой же, как в чистой воде.

Ответ: нейтральная среда ($pH = 7$).

в) CuSO₄

Сульфат меди(II) – это соль, образованная слабым основанием ($Cu(OH)_2$, гидроксид меди(II)) и сильной кислотой ($H_2SO_4$, серная кислота). В воде соль диссоциирует на ионы:

$CuSO_4 \leftrightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

Ионы меди $Cu^{2+}$ являются катионами слабого основания и подвергаются гидролизу по катиону. Сульфат-ионы $SO_4^{2-}$ являются анионами сильной кислоты и с водой не взаимодействуют.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза (по первой ступени):

$Cu^{2+} + HOH \rightleftharpoons CuOH^+ + H^+$

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

Ответ: кислая среда ($pH < 7$).

г) K₂CO₃

Карбонат калия – это соль, образованная сильным основанием ($KOH$, гидроксид калия) и слабой кислотой ($H_2CO_3$, угольная кислота). В воде соль диссоциирует на ионы:

$K_2CO_3 \leftrightarrow 2K^+ + CO_3^{2-}$

Ионы калия $K^+$ являются катионами сильного основания и не гидролизуются. Карбонат-ионы $CO_3^{2-}$ являются анионами слабой кислоты и подвергаются гидролизу по аниону.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза (по первой ступени):

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

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

Ответ: щелочная среда ($pH > 7$).