Номер 1, страница 40 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 2. Химические реакции в водных растворах. Параграф 10. Гидролиз солей. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 40.

Условие.

1. Какие соли подвергаются гидролизу и почему? Объясните это на примерах нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$), сульфата калия ($K_2SO_4$) и сульфида натрия ($Na_2S$).

Решение.

Решение 2.

Гидролиз — это реакция обменного взаимодействия ионов соли с молекулами воды, приводящая к образованию слабого электролита (слабой кислоты или слабого основания) и изменению pH среды. Гидролизу подвергаются соли, образованные:

• слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону, среда кислая, $pH < 7$);
• сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону, среда щелочная, $pH > 7$);
• слабым основанием и слабой кислотой (гидролиз и по катиону, и по аниону, среда зависит от относительной силы образующихся кислоты и основания).

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются, и их водные растворы имеют нейтральную среду ($pH = 7$).

Рассмотрим конкретные примеры.

Нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$)

Эта соль образована слабым основанием — гидроксидом цинка ($Zn(OH)_2$) — и сильной кислотой — азотной кислотой ($HNO_3$). Следовательно, эта соль подвергается гидролизу по катиону ($Zn^{2+}$).

1. Диссоциация соли в воде:

$Zn(NO_3)_2 \rightarrow Zn^{2+} + 2NO_3^-$

2. Взаимодействие иона слабого основания с водой (гидролиз):

Ион цинка $Zn^{2+}$ связывает гидроксогруппы $OH^-$ из молекул воды, в результате чего в растворе накапливаются ионы водорода $H^+$, создавая кислую среду.

Сокращенное ионное уравнение (I ступень):

$Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+$

Молекулярное уравнение (I ступень):

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

Среда раствора нитрата цинка — кислая ($pH < 7$).

Ответ: Нитрат цинка подвергается гидролизу по катиону, так как образован слабым основанием и сильной кислотой. Среда раствора кислая.

Сульфат калия ($K_2SO_4$)

Эта соль образована сильным основанием — гидроксидом калия ($KOH$) — и сильной кислотой — серной кислотой ($H_2SO_4$).

1. Диссоциация соли в воде:

$K_2SO_4 \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-}$

2. Взаимодействие ионов с водой:

Ни катион $K^+$, ни сульфат-анион $SO_4^{2-}$ не взаимодействуют с водой, так как они являются ионами сильных электролитов. В растворе сохраняется равновесие концентраций ионов $H^+$ и $OH^-$, характерное для чистой воды.

Среда раствора сульфата калия — нейтральная ($pH = 7$).

Ответ: Сульфат калия не подвергается гидролизу, так как образован сильным основанием и сильной кислотой. Среда раствора нейтральная.

Сульфид натрия ($Na_2S$)

Эта соль образована сильным основанием — гидроксидом натрия ($NaOH$) — и слабой кислотой — сероводородной кислотой ($H_2S$). Следовательно, эта соль подвергается гидролизу по аниону ($S^{2-}$).

1. Диссоциация соли в воде:

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

2. Взаимодействие иона слабой кислоты с водой (гидролиз):

Сульфид-ион $S^{2-}$ связывает ионы водорода $H^+$ из молекул воды, в результате чего в растворе накапливаются гидроксид-ионы $OH^-$, создавая щелочную среду.

Сокращенное ионное уравнение (I ступень):

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

Молекулярное уравнение (I ступень):

$Na_2S + H_2O \rightleftharpoons NaHS + NaOH$

Среда раствора сульфида натрия — щелочная ($pH > 7$).

Ответ: Сульфид натрия подвергается гидролизу по аниону, так как образован сильным основанием и слабой кислотой. Среда раствора щелочная.