Номер 7, страница 76 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Какую среду имеют водные растворы солей:

а) сульфата калия, карбоната калия, сульфида калия;

б) хлорида меди(II), нитрата меди(II), сульфата алюминия? Напишите уравнения гидролиза.

а) сульфата калия, карбоната калия, сульфида калия

Среда водного раствора соли определяется продуктами ее гидролиза, который зависит от силы кислоты и основания, образующих данную соль.

Сульфат калия ($K_2SO_4$) — соль, образованная сильным основанием (гидроксидом калия, $KOH$) и сильной кислотой (серной кислотой, $H_2SO_4$). Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, не подвергаются гидролизу. Взаимодействия ионов $K^+$ и $SO_4^{2-}$ с водой, которое привело бы к изменению концентрации ионов $H^+$ или $OH^-$, не происходит. Поэтому среда в растворе сульфата калия нейтральная ($pH=7$).

Карбонат калия ($K_2CO_3$) — соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой кислотой (угольной кислотой, $H_2CO_3$). В водном растворе эта соль диссоциирует на ионы $K^+$ и $CO_3^{2-}$. Ион $CO_3^{2-}$ является анионом слабой кислоты и вступает в реакцию с водой (гидролизуется), связывая ионы водорода из молекул воды. Это приводит к накоплению в растворе гидроксид-ионов ($OH^-$) и созданию щелочной среды ($pH>7$). Гидролиз протекает преимущественно по первой ступени.

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (I ступень):

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

Уравнение гидролиза в молекулярном виде (I ступень):

$K_2CO_3 + H_2O \rightleftharpoons KHCO_3 + KOH$

Сульфид калия ($K_2S$) — соль, образованная сильным основанием ($KOH$) и слабой кислотой (сероводородной кислотой, $H_2S$). По аналогии с карбонатом калия, гидролиз идет по аниону ($S^{2-}$), что приводит к образованию избытка ионов $OH^-$ в растворе и созданию щелочной среды ($pH>7$).

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (I ступень):

$S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HS^{-} + OH^{-}$

Уравнение гидролиза в молекулярном виде (I ступень):

$K_2S + H_2O \rightleftharpoons KHS + KOH$

Ответ: Раствор сульфата калия имеет нейтральную среду ($pH=7$). Растворы карбоната калия и сульфида калия имеют щелочную среду ($pH>7$). Уравнения гидролиза: для карбоната калия $CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^{-} + OH^{-}$; для сульфида калия $S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HS^{-} + OH^{-}$.

б) хлорида меди(II), нитрата меди(II), сульфата алюминия

Хлорид меди(II) ($CuCl_2$) — соль, образованная слабым основанием (гидроксидом меди(II), $Cu(OH)_2$) и сильной кислотой (соляной кислотой, $HCl$). В водном растворе диссоциирует на ионы $Cu^{2+}$ и $Cl^{-}$. Ион меди $Cu^{2+}$ является катионом слабого основания и подвергается гидролизу, взаимодействуя с водой. В результате образуются ионы водорода ($H^+$), что создает в растворе кислую среду ($pH<7$).

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (I ступень):

$Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^{+} + H^{+}$

Уравнение гидролиза в молекулярном виде (I ступень):

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

Нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) — соль, образованная слабым основанием ($Cu(OH)_2$) и сильной кислотой (азотной кислотой, $HNO_3$). Гидролиз протекает аналогично хлориду меди(II) по катиону $Cu^{2+}$. Среда раствора кислая ($pH<7$).

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (I ступень):

$Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^{+} + H^{+}$

Уравнение гидролиза в молекулярном виде (I ступень):

$Cu(NO_3)_2 + H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)NO_3 + HNO_3$

Сульфат алюминия ($Al_2(SO_4)_3$) — соль, образованная слабым основанием (гидроксидом алюминия, $Al(OH)_3$) и сильной кислотой (серной кислотой, $H_2SO_4$). Гидролиз идет по катиону $Al^{3+}$, что приводит к подкислению раствора ($pH<7$).

Уравнение гидролиза в сокращенном ионном виде (I ступень):

$Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + H^{+}$

Уравнение гидролиза в молекулярном виде (I ступень):

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

Ответ: Растворы хлорида меди(II), нитрата меди(II) и сульфата алюминия имеют кислую среду ($pH<7$). Уравнения гидролиза: $Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^{+} + H^{+}$; $Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + H^{+}$.