Номер C, страница 36 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

C

Классифицируйте соли, данные в каждом варианте, по химической природе.

Напишите молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения реакции гидролиза для тех солей, которые подвергаются гидролизу.

Определите кислотность среды.

І вариант

$K_2CO_3$, $KNO_3$, $K_2SiO_3$, $K_2SO_4$, $KCl$, $NaCl$, $NaNO_3$, $NaNO_2$, $Na_2SiO_3$, $Na_2CO_3$, $Na_2SO_4$, $Na_3PO_4$

ІІ вариант

$Ca(NO_3)_2$, $CaSO_4$, $CaCl_2$, $CaCO_3$, $CaSiO_3$, $Ca_3(PO_4)_2$, $Zn(NO_3)_2$, $ZnCO_3$, $ZnSO_4$, $ZnS$, $ZnSiO_3$

ІІІ вариант

$AlCl_3$, $Al(NO_3)_3$, $AlPO_4$, $Al_2(SO_4)_3$, $FeCl_3$, $FeSO_4$, $Fe(NO_3)_3$, $CuCl_2$, $CuCl$, $Cu(NO_3)_2$, $CuSO_4$

I вариант

Классификация солей

1. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (гидролизу не подвергаются, среда раствора нейтральная, pH=7):

$KNO_3$ (KOH + $HNO_3$), $K_2SO_4$ (KOH + $H_2SO_4$), $KCl$ (KOH + $HCl$), $NaCl$ (NaOH + $HCl$), $NaNO_3$ (NaOH + $HNO_3$), $Na_2SO_4$ (NaOH + $H_2SO_4$).

2. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону, среда раствора щелочная, pH>7):

$K_2CO_3$ (KOH + $H_2CO_3$), $K_2SiO_3$ (KOH + $H_2SiO_3$), $NaNO_2$ (NaOH + $HNO_2$), $Na_2SiO_3$ (NaOH + $H_2SiO_3$), $Na_2CO_3$ (NaOH + $H_2CO_3$), $Na_3PO_4$ (NaOH + $H_3PO_4$).

Уравнения гидролиза

Для K₂CO₃:

Гидролиз протекает по аниону $CO_3^{2-}$.

Молекулярное уравнение: $K_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons KHCO_3 + KOH$

Полное ионное уравнение: $2K^+ + CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons K^+ + HCO_3^- + K^+ + OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

Среда щелочная за счет накопления ионов $OH^-$.

Для K₂SiO₃:

Гидролиз протекает по аниону $SiO_3^{2-}$.

Молекулярное уравнение: $K_2SiO_3 + H_2O \rightleftharpoons KHSiO_3 + KOH$

Полное ионное уравнение: $2K^+ + SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons K^+ + HSiO_3^- + K^+ + OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSiO_3^- + OH^-$

Среда щелочная.

Для NaNO₂:

Гидролиз протекает по аниону $NO_2^{-}$.

Молекулярное уравнение: $NaNO_2 + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + NaOH$

Полное ионное уравнение: $Na^+ + NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + Na^+ + OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + OH^-$

Среда щелочная.

Для Na₂SiO₃:

Гидролиз протекает по аниону $SiO_3^{2-}$.

Молекулярное уравнение: $Na_2SiO_3 + H_2O \rightleftharpoons NaHSiO_3 + NaOH$

Полное ионное уравнение: $2Na^+ + SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons Na^+ + HSiO_3^- + Na^+ + OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSiO_3^- + OH^-$

Среда щелочная.

Для Na₂CO₃:

Гидролиз протекает по аниону $CO_3^{2-}$.

Молекулярное уравнение: $Na_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons NaHCO_3 + NaOH$

Полное ионное уравнение: $2Na^+ + CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons Na^+ + HCO_3^- + Na^+ + OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

Среда щелочная.

Для Na₃PO₄:

Гидролиз протекает по аниону $PO_4^{3-}$.

Молекулярное уравнение: $Na_3PO_4 + H_2O \rightleftharpoons Na_2HPO_4 + NaOH$

Полное ионное уравнение: $3Na^+ + PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons 2Na^+ + HPO_4^{2-} + Na^+ + OH^-$

Сокращенное ионное уравнение: $PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-$

Среда щелочная.

Ответ: Соли $KNO_3, K_2SO_4, KCl, NaCl, NaNO_3, Na_2SO_4$ не гидролизуются, среда их растворов нейтральная. Соли $K_2CO_3, K_2SiO_3, NaNO_2, Na_2SiO_3, Na_2CO_3, Na_3PO_4$ подвергаются гидролизу по аниону, среда их растворов щелочная.

II вариант

Классификация солей

1. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (гидролизу не подвергаются, среда раствора нейтральная, pH=7):

$Ca(NO_3)_2$ (Ca(OH)₂ + $HNO_3$), $CaSO_4$ (Ca(OH)₂ + $H_2SO_4$), $CaCl_2$ (Ca(OH)₂ + $HCl$).

2. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону, среда раствора щелочная, pH>7):

$CaCO_3$ (Ca(OH)₂ + $H_2CO_3$), $CaSiO_3$ (Ca(OH)₂ + $H_2SiO_3$), $Ca_3(PO_4)_2$ (Ca(OH)₂ + $H_3PO_4$).

3. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону, среда раствора кислая, pH<7):

$Zn(NO_3)_2$ (Zn(OH)₂ + $HNO_3$), $ZnSO_4$ (Zn(OH)₂ + $H_2SO_4$).

4. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (гидролиз по катиону и аниону):

$ZnCO_3$ (Zn(OH)₂ + $H_2CO_3$), $ZnS$ (Zn(OH)₂ + $H_2S$), $ZnSiO_3$ (Zn(OH)₂ + $H_2SiO_3$). Гидролиз этих солей протекает практически необратимо. Кислотность среды близка к нейтральной.

Уравнения гидролиза

Для CaCO₃, CaSiO₃, Ca₃(PO₄)₂ (гидролиз по аниону, щелочная среда):

Эти соли малорастворимы, гидролизу подвергается растворенная часть. Уравнения в ионной форме для анионов:

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

$SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSiO_3^- + OH^-$

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

Для Zn(NO₃)₂ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $Zn(NO_3)_2 + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)NO_3 + HNO_3$

Полное ионное уравнение: $Zn^{2+} + 2NO_3^- + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)^+ + NO_3^- + H^+ + NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)^+ + H^+$

Для ZnSO₄ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $2ZnSO_4 + 2H_2O \rightleftharpoons (ZnOH)_2SO_4 + H_2SO_4$

Полное ионное уравнение: $Zn^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)^+ + H^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение: $Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons Zn(OH)^+ + H^+$

Для ZnCO₃, ZnS, ZnSiO₃ (гидролиз по катиону и аниону, среда близка к нейтральной):

Эти соли нерастворимы и подвергаются необратимому гидролизу.

$ZnCO_3 + H_2O \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + CO_2 \uparrow$

$ZnS + 2H_2O \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + H_2S \uparrow$

$ZnSiO_3 + 2H_2O \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + H_2SiO_3 \downarrow$

Ответ: Соли $Ca(NO_3)_2, CaSO_4, CaCl_2$ не гидролизуются, среда нейтральная. Соли $CaCO_3, CaSiO_3, Ca_3(PO_4)_2$ гидролизуются по аниону, среда щелочная. Соли $Zn(NO_3)_2, ZnSO_4$ гидролизуются по катиону, среда кислая. Соли $ZnCO_3, ZnS, ZnSiO_3$ гидролизуются по катиону и аниону, среда близка к нейтральной.

III вариант

Классификация солей

1. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону, среда раствора кислая, pH<7):

$AlCl_3$ (Al(OH)₃ + $HCl$), $Al(NO_3)_3$ (Al(OH)₃ + $HNO_3$), $Al_2(SO_4)_3$ (Al(OH)₃ + $H_2SO_4$), $FeCl_3$ (Fe(OH)₃ + $HCl$), $FeSO_4$ (Fe(OH)₂ + $H_2SO_4$), $Fe(NO_3)_3$ (Fe(OH)₃ + $HNO_3$), $CuCl_2$ (Cu(OH)₂ + $HCl$), $CuCl$ (CuOH + $HCl$), $Cu(NO_3)_2$ (Cu(OH)₂ + $HNO_3$), $CuSO_4$ (Cu(OH)₂ + $H_2SO_4$).

2. Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой (гидролиз по катиону и аниону):

$AlPO_4$ (Al(OH)₃ + $H_3PO_4$). Гидролиз практически необратим. Среда слабокислая.

Уравнения гидролиза

Для AlCl₃ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $AlCl_3 + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)Cl_2 + HCl$

Полное ионное уравнение: $Al^{3+} + 3Cl^- + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)^{2+} + 2Cl^- + H^+ + Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)^{2+} + H^+$

Для Al₂(SO₄)₃ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $Al_2(SO_4)_3 + 2H_2O \rightleftharpoons 2Al(OH)SO_4 + H_2SO_4$

Полное ионное уравнение: $2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} + 2H_2O \rightleftharpoons 2Al(OH)^{2+} + 2SO_4^{2-} + 2H^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение: $Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)^{2+} + H^+$

Для FeCl₃ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $FeCl_3 + H_2O \rightleftharpoons Fe(OH)Cl_2 + HCl$

Полное ионное уравнение: $Fe^{3+} + 3Cl^- + H_2O \rightleftharpoons Fe(OH)^{2+} + 2Cl^- + H^+ + Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Fe^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Fe(OH)^{2+} + H^+$

Для FeSO₄ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $2FeSO_4 + 2H_2O \rightleftharpoons (FeOH)_2SO_4 + H_2SO_4$

Полное ионное уравнение: $Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O \rightleftharpoons Fe(OH)^+ + H^+ + SO_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение: $Fe^{2+} + H_2O \rightleftharpoons Fe(OH)^+ + H^+$

Для CuCl₂ (гидролиз по катиону, кислая среда):

Молекулярное уравнение: $CuCl_2 + H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)Cl + HCl$

Полное ионное уравнение: $Cu^{2+} + 2Cl^- + H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)^+ + Cl^- + H^+ + Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)^+ + H^+$

Примечание: Уравнения для $Al(NO_3)_3$, $Fe(NO_3)_3$, $Cu(NO_3)_2$ аналогичны уравнениям для $AlCl_3$, $FeCl_3$, $CuCl_2$ соответственно (с заменой аниона). Уравнения для $CuSO_4$ аналогичны $FeSO_4$. Уравнения для $CuCl$ аналогичны гидролизу других солей одновалентных катионов слабых оснований: $Cu^+ + H_2O \rightleftharpoons CuOH + H^+$.

Для AlPO₄ (гидролиз по катиону и аниону, среда слабокислая):

Соль нерастворима и подвергается необратимому гидролизу.

Молекулярное уравнение: $AlPO_4 + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + H_3PO_4$

Ответ: Соль $AlPO_4$ гидролизуется по катиону и аниону, среда слабокислая. Все остальные соли из списка ($AlCl_3, Al(NO_3)_3, Al_2(SO_4)_3, FeCl_3, FeSO_4, Fe(NO_3)_3, CuCl_2, CuCl, Cu(NO_3)_2, CuSO_4$) гидролизуются по катиону, создавая в растворе кислую среду.