Номер 10, страница 65 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

10. К раствору, содержащему 1 моль гидроксида калия, прилили фенолфталеин. Изменится ли окраска раствора, если к нему затем добавить соляную кислоту, содержащую:

а) 0,5 моль;

б) 1 моль;

в) 1,5 моль $HCl$?

Сначала определим, какая среда в исходном растворе и как ее окрасит фенолфталеин. Гидроксид калия ($KOH$) — это сильное основание (щелочь). В водном растворе он диссоциирует на ионы: $KOH \leftrightarrow K^{+} + OH^{-}$ Наличие гидроксид-ионов ($OH^{-}$) создает щелочную среду (pH > 7). Фенолфталеин является кислотно-основным индикатором, который в щелочной среде (pH > 8,2) приобретает малиновую окраску, а в нейтральной и кислой среде (pH < 8,2) остается бесцветным. Следовательно, после добавления фенолфталеина к раствору гидроксида калия раствор окрасится в малиновый цвет.

При добавлении соляной кислоты ($HCl$) будет протекать реакция нейтрализации: $KOH + HCl \rightarrow KCl + H_2O$ Соотношение реагентов в этой реакции 1:1. Это означает, что 1 моль $KOH$ полностью реагирует с 1 моль $HCl$.

Дано:

$n(KOH) = 1 \text{ моль}$

Найти:

Изменится ли окраска раствора при добавлении:

а) $n(HCl) = 0,5 \text{ моль}$

б) $n(HCl) = 1 \text{ моль}$

в) $n(HCl) = 1,5 \text{ моль}$

Решение:

а) Добавляем 0,5 моль соляной кислоты. Количество вещества соляной кислоты ($n(HCl) = 0,5 \text{ моль}$) меньше, чем количество вещества гидроксида калия ($n(KOH) = 1 \text{ моль}$). Соляная кислота вступит в реакцию полностью, а гидроксид калия останется в избытке. Количество прореагировавшего $KOH$ равно количеству добавленного $HCl$, то есть 0,5 моль. Количество оставшегося $KOH$ в растворе: $n(KOH)_{\text{ост}} = n(KOH)_{\text{исх}} - n(HCl)_{\text{доб}} = 1 \text{ моль} - 0,5 \text{ моль} = 0,5 \text{ моль}$ Так как в растворе осталась щелочь ($KOH$), среда останется щелочной. Фенолфталеин сохранит свою малиновую окраску.

Ответ: Окраска раствора не изменится.

б) Добавляем 1 моль соляной кислоты. Количество вещества соляной кислоты ($n(HCl) = 1 \text{ моль}$) равно количеству вещества гидроксида калия ($n(KOH) = 1 \text{ моль}$). Произойдет полная нейтрализация щелочи кислотой. $n(KOH)_{\text{ост}} = 1 \text{ моль} - 1 \text{ моль} = 0 \text{ моль}$ $n(HCl)_{\text{ост}} = 1 \text{ моль} - 1 \text{ моль} = 0 \text{ моль}$ В результате реакции образуются только соль хлорид калия ($KCl$) и вода ($H_2O$). $KCl$ - соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и сильной кислотой ($HCl$), поэтому среда раствора будет нейтральной (pH ≈ 7). В нейтральной среде фенолфталеин бесцветен. Следовательно, малиновая окраска исчезнет.

Ответ: Окраска изменится с малиновой на бесцветную.

в) Добавляем 1,5 моль соляной кислоты. Количество вещества соляной кислоты ($n(HCl) = 1,5 \text{ моль}$) больше, чем количество вещества гидроксида калия ($n(KOH) = 1 \text{ моль}$). Гидроксид калия прореагирует полностью, а соляная кислота останется в избытке. Количество $HCl$, вступившего в реакцию, равно количеству $KOH$, то есть 1 моль. Количество оставшегося $HCl$ в растворе: $n(HCl)_{\text{ост}} = n(HCl)_{\text{доб}} - n(KOH)_{\text{исх}} = 1,5 \text{ моль} - 1 \text{ моль} = 0,5 \text{ моль}$ Так как в растворе осталась сильная кислота ($HCl$), среда станет кислой (pH < 7). В кислой среде фенолфталеин бесцветен. Следовательно, малиновая окраска исчезнет.

Ответ: Окраска изменится с малиновой на бесцветную.