Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вопросы и задания по общей и неорганической химии. Учебно-методическое пособие
.pdf
8. Ступенчатая диссоциация кислот и оснований. Приведите
примеры и напишите K
для каждой ступени. Сравните α и K
дис.
дис.
для
каждой из ступеней электролитической диссоциации.
9. К каким электролитам относят соли? Приведите примеры элек-
тролитической диссоциации для средних, кислых и основных солей.
10. Приведите примеры (не менее 5) наиболее распространенных
кислот и оснований. Какие из них относятся к сильным электролитам,
а какие – к слабым?
11. Какие электролиты относятся к сильным? Приведите при-
меры для каждого класса неорганических соединений. Состояние
сильных электролитов в растворах.
12. К каким электролитам относится вода? Напишите уравнение
электролитической диссоциации воды. Константа диссоциации воды.
Ионное произведение воды.
13. Каково соотношение концентраций ионов водорода и гидрок-
сильных ионов в воде, растворах кислот и оснований?
14. Водородный показатель рН (определение) и его значения в
нейтральных, кислых и щелочных растворах.
3.2. Водородный показатель раствора рН, степень диссоциации
α, константа диссоциации K
дис.
Задачи
1. Вычислите концентрацию гидроксид-иона и рН в 0,1 моляр-
ном растворе азотной кислоты.
2. Вычислите молярную концентрацию ионов водорода и рН в
0,01 молярном растворе гидроксида калия.
3. Водородный показатель раствора рН = 3. Определите моляр-
ную концентрацию иона водорода и гидроксид-иона в этом растворе.
4. Молярная концентрация гидроксид-иона равна 10–3 моль/л.
Вычислите рН и концентрацию иона водорода в растворе.
5. Вычислите рН и концентрацию гидроксид-иона в 0,1%-ом
растворе соляной кислоты. Степень электролитической диссоциации
и плотность раствора считать равными единице.
6. Вычислите молярную концентрацию гидроксид-иона и рН в
0,01 нормальном растворе азотной кислоты.
7. Чему равна концентрация гидроксид-иона в растворе, рН ко-
торого равен 11?
11
8. Определите рН и концентрацию ионов водорода в растворе, в
1 л которого содержится 0,4 г гидроксида натрия.
9. Определите концентрацию ионов водорода и рН в 10–3 моляр-
ном растворе гидроксида калия.
10. В одном литре раствора содержится 0,056 г гидроксида калия.
Определите концентрацию ионов водорода и гидроксида-иона в этом
растворе.
11. Степень диссоциации уксусной кислоты СН3СООН в 10–3 мо-
лярном растворе равна 10 %. Определите концентрацию ионов водорода и рН раствора.
12. Вычислите константу диссоциации и концентрацию ионов
гидроксида в 2∙10–3 молярном растворе аммиака (NH3·H2O), если степень его диссоциации α = 10 %.
13. Вычислите степень диссоциации, концентрацию ионов водо-
рода и рН в 0,05 молярном растворе плавиковой кислоты. Константа
диссоциации K
(HF) = 7,4∙10–4.
дис.
14. Вычислите концентрацию ионов водорода, степень диссоци-
ации и рН в 0,1 молярном растворе перекиси водорода Н2О2 (с учетом
ионизации H2O). K
(Н2О2) по первой ступени равна 2,4∙10
дис.
–12
.
15. Степень диссоциации сероводородной кислоты в 5%-ом (по
массе) растворе равна 3 %. Вычислите константу диссоциации сероводородной кислоты по первой ступени диссоциации. Плотность раствора принять равной 1 г/см3.
16. Вычислите степень диссоциации аммиака в водном растворе
и концентрацию гидроксид-иона в 0,1 молярном растворе. Константа
диссоциации K
(NH3⸱H2O) = 1,8∙10–5.
дис.
17. Вычислите концентрацию ионов водорода и степень диссоциации
уксусной кислоты в 1%-ом растворе. Плотность раствора принять равной
1 г/см3. Константа диссоциации K
(СН3СООН) = 1,8∙10–5.
дис.
18. Вычислите молярную концентрацию раствора плавиковой
кислоты, если степень диссоциации равна 8 %. Константа диссоциации K
(НF)=7,4∙10–4.
дис.
19. Вычислите концентрацию ионов водорода, степень диссоци-
ации и рН раствора угольной кислоты с массовой долей 3 %. Плотность раствора принять равной 1 г/см3. Константа диссоциации
угольной кислоты по первой ступени K
дис. (H2CO3
) = 3,5∙10–5.
12
20. Вычислите степень диссоциации и рН раствора сероводородной
кислоты с массовой долей 3 %. Плотность раствора принять равной
1 г/см3. Константа диссоциации по первой ступени K
S) = 1,02∙10–7.
дис.(H2
3.3. Ионные реакции в растворах
Правила записи ионных уравнений
1. Записываем уравнение в молекулярном виде и обязательно
расставляем коэффициенты.
2. Далее с помощью таблицы растворимости определяем рас-
творимость каждого химического соединения.
3. Составляем полное ионное уравнение с учетом коэффициен-
тов и не забываем указывать заряды ионов.
4. Важно помнить, что мы не расписываем на ионы нераствори-
мые соединения, воду, оксиды, все слабые электролиты, анионы кислотных остатков кислых солей слабых кислот и катионы основных
солей слабых оснований. Их следует оставить в молекулярной форме.
Комплексные ионы (внутренняя сфера) также не расписываются на
составляющие.
5. Находим одинаковые ионы в левой и правой частях полного
ионного уравнения и сокращаем их.
6. Далее переписываем оставшихся участников ионного уравне-
ния и получаем сокращенное ионное уравнение.
Необходимо помнить! Реакции ионного обмена протекают до
конца, если:
1) образуется газ, 2) выпадает осадок, 3) образуется малодиссоци-
ированное соединение (вода, слабая кислота, слабое основание).
Задания
1. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. ZnCl2 + Nа2SiО3 →
2. NаCl + K2SO4 →
3. H3РO4 + NаОН →
4. BaCl2 + Pb(NO3)2 →
5. АlI3 + KОН →
6. BaCl2 + Nа2СO3 →
7. MgI2 + HNO3 →
8. Nа2SO4 + FeCl3 →
9. MgO + HCl →
10. СаСО3 + Н3PO4 →
11. BaCl2 + HNO3 →
12. КОН + Н3PO4 →
13. Zn(NO3)2 + НCl →
14. Н2SO4 + Pb(NO3)2 →
15. CuО + НCl →
13
2. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Zn(ОН)2 + HNO3→
2. КОН + Н3PO4 →
3. Са(ОН)2 + НCl →
4. SiО2 + КОН →
5. CuО + НCl →
6. Zn(ОН)2 + НCl →
7. АlСl3 + КОН →
8. Ва(ОН)2 + HNO3 →
9. CuSO4 + NаОН →
10. ZnО + НCl →
11. Fe(ОН)3 + НCl →
12. АlСl3 + АgNO3 →
13. ВаО + HNO3 →
14. Nа2SO4 + ВаСl2 →
15. Аl2(SO4)3 + NаОН →
3. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Nа2СO3 + ВаCl2 →
2. КСl + Pb(NO3)2 →
3. NаОН + CuСl2 →
4. К2SO4 + ВаСl2 →
5. Аl2(SO4)3 + КОН →
6. Аl2(SO4)3 + ВаCl2 →
7. КI + Pb(NO3)2 →
8. MgSO4 + КNO3 →
9. Аl2O3 + НСl →
10. Nа2SO3+ MgCl2 →
11. Н2SO3 + Са(ОН)2 →
12. Аl + O2 →
13. КОН + Н3РO4 →
14. Сr2O3 + НСl →
15. Nа2SO3 + НNO3 →
4. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Cu(ОН)2 + НСl →
2. Н2S + NаОН →
3. Ва(ОН)2 + Н3РO4 →
4. Сr2O3 + НNO3 →
5. К2SO3 + НNO3 →
6. Ва(NO3)2 + Н2SO4 →
7. MgCl2 + Nа3РО4 →
8. Zn(ОН)2 + Н3РO4 →
9. CuSO4 + NаОН →
10. СаO + НNO3 →
11. ВаO + Н2SO4 →
12. Nа2СO3 + НNO3 →
13. Mg(ОН)2 + НСl →
14. Н2SO4 + NаОН →
15. КОН + Н3РO4 →
5. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Nа3РО4 + НNO3 →
2. К2SiO3+ НCl →
3. Fe(ОН)3 + Н2SO4 →
4. Ва(NO3)2 + К2SO4 →
5. Mg(NO3)2 + NаОН →
6. Nа3РО4 + НNO3 →
7. К2SiO3 + НСl →
8. Fe(ОН)3 + Н2SO4 →
9. Ва(NO3)2 + К2SO4 →
10. Mg(NO3)2 + NаОН →
11. АgNO3 + К2SiO3 →
12. Ва(NO3)2 + Nа3РО4 →
13. CuSO4 + КОН →
14. Fe(ОН)3 + НNO3 →
15. КОН + Н3РO4 →
6. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. АgNO3 + Na2S →
2. СаCl2+ Nа2СO3 →
3. Pb(ОН)2 + НСl →
4. FeSO4 + КОН →
5. Н2S + NаОН →
6. АgNO3 + Аg2S →
7. СаCl2+ Nа2СO3 →
8. Pb(ОН)2 + НСl →
9. FeSO4 + КОН →
10. Н2S + NаОН →
11. СаO + Н2SO4 →
12. FeSO4 + КОН →
13. Ва(NO3)2 + К2SO4 →
14. FeSO4 + КОН →
15. MgСl2 + Nа2SO4 →
7. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Nа3РО4 + НNO3 →
2. К2SiO3+ НCl →
3. Fe(ОН)3 + Н2SO4 →
4. Ва(NO3)2 + К2SO4 →
5. Mg(NO3)2 + NаОН →
6. АgNO3 + K2S →
7. MgCl2+ Nа2СO3 →
8. Pb(ОН)2 + НСl →
9. ZnSO4 + КОН →
10. Н2S + NаОН →
11. Cr(ОН)2 + НСl →
12. Н2S + KОН →
14
13. Mg(ОН)2 + Н3РO4 → 14. Al2O3 + НNO3 → 15. К2SO3 + НNO3 →
8. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Ba(NO3)2 + Nа2СO3 →
2. MgI2 + HCl →
3. Nа2SO4 + FeCl3 →
4. MgO + HNO3 →
5. СаСО3 + Н3PO4 →
6. Аl2(SO4)3 + ВаCl2 →
7. NaI + Pb(NO3)2 →
8. ZnSO4 + КNO3 →
9. Аl2O3 + НNO3 →
10. Nа2SO3 + MgCl2 →
11. BaCl2 + HNO3 →
12. NaОН + Н3PO4 →
13. Zn(NO3)2 + НCl →
14. Н2SO4 + Pb(NO3)2 →
15. Cu(ОH)
+ НCl →
2
9. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. Аl(ОН)3 + НCl →
2. FeСl3 + АgNO3 →
3. ВаО + HNO3 →
4. K2SO4 + ВаСl2 →
5. Аl2(SO4)3 + NаОН →
6. Zn(ОН)2 + НСl →
7. Н2S + NаОН →
8. Mg(ОН)2 + Н3РO4 →
9. Al2O3 + НNO3 →
10. Na2SO3 + НNO3 →
11. ВаCl2 + Н2SO4 →
12. Zn(NO3)2 + Nа3РО4 →
13. NaОН + Н3РO4 →
14. CuSO4 + NаОН →
15. СаO + НNO3 →
10. Напишите молекулярное, полное и краткое ионные уравнения
реакций:
1. K3РО4 + НNO3 →
2. Na2SiO3 + НСl →
3. Fe(ОН)3 + Н2SO4 →
4. Ва(NO3)2 + К2SO4 →
5. MgO + NаОН →
6. MgCl2 + Nа2СO3 →
7. MgI2 + HNO3 →
8. Nа2SO4 + Fe(NO3)3 →
9. MgO + HCl →
10. Na2СО3 + Н3PO4 →
11. Mg(ОН)2 + HNO3 →
12. LiОН + Н3PO4 →
13. Са(ОН)2 + НCl →
14. SiО2 + КОН →
15. Cu(ОH)2 + НCl →
3.4. Гидролиз солей
Составление уравнений реакции
1. Написать уравнение процесса диссоциации соли (если она рас-
творима).
2. Подчеркнуть ион слабой кислоты или слабого основания.
3. Написать уравнение процесса диссоциации воды.
4. Написать краткое ионное уравнение реакции (между ионом
слабой кислоты (или основания) и одной молекулой воды).
5. Определить среду раствора по наличию ионов Н+ или ОН–.
6. Записать молекулярное уравнение гидролиза.
15
Запомнить: при написании уравнения реакции гидролиза записы-
вается только одна молекула воды.
Ионы слабых оснований: Zn2+; Fe2+; Fe3+; Al3+; Cr3+; Cu2+; Be2+; Co2+;
Ni2+; Pb2+и др.
Ионы слабых кислот: CO
3
; SO
3
; PO
3–
4
; SiO
2–
; S2–; CH3COO– и др.
3
2–
2–
Гидролиз (разложение водой) – обменные реакции, протекающие
с участием воды. Гидролизу подвергаются бинарные соединения
(например SCl4, Al4C3), некоторые соли и органические вещества.
Важно: реакции гидролиза протекают с сохранением степеней
окисления элементов!
Гидролиз солей
Движущей силой гидролиза является связывание ионов, образую-
щихся при диссоциации соли. Чтобы записать уравнение гидролиза,
нужно определить, какие по силе кислота и основание соответствуют
этой соли и составить реакцию обмена между «слабым» ионом и од-
ной молекулой воды.
Пример 1. Гидролиз Na2SO3.
Этой соли соответствуют сильное основание NaOH и слабая кис-
лота H2SO3.
Шаг 1. Запишем уравнение диссоциации соли:
Na2SO3 2Na++ SO3 2−.
Шаг 2. Запишем реакцию обмена между ионом, соответствующим
слабому электролиту и одной молекулой воды:
SO3 2− + H2O HSO3 2− + OH−.
Шаг 3. Составим молекулярное уравнение гидролиза, просумми-
ровав эти уравнения:
Na2SO3 + H2O NaHSO3 + NaOH.
В данном случае с водой взаимодействует анион, поэтому говорят,
что протекает гидролиз по аниону. В результате гидролиза накапли-
ваются ионы OH−, поэтому раствор соли будет иметь щелочную
среду (pH > 7) и изменять окраску индикаторов: фенолфталеин, лакмус, метилоранж.
Пример 2. Гидролиз AlCl3.
Этой соли соответствуют слабое основание Al(OH)3 и сильная
кислота HCl.
Шаг 1. Запишем уравнение диссоциации соли:
AlCl3 Al3++ 3Cl−.
16
Шаг 2. Запишем реакцию обмена между ионом, соответствующим
слабому электролиту и ОДНОЙ молекулой воды:
Al3++ H2O (AlOH)2++ H+.
Шаг 3. Составим молекулярное уравнение гидролиза, просумми-
ровав эти уравнения:
AlCl3+ H2O (AlOH)Cl2 + HCl.
В данном случае с водой взаимодействует катион, поэтому гово-
рят, что протекает гидролиз по катиону. В результате гидролиза
накапливаются ионы H+, поэтому раствор соли будет иметь кислую
среду (pH < 7) и изменять окраску индикаторов: фенолфталеин, лакмус, метилоранж.
Пример 3. Гидролиз KNO3.
Этой соли соответствуют сильное основание KOH и сильная кис-
лота HNO3.
Гидролиз в этом случае протекать не будет, среда раствора оста-
нется нейтральной (pH = 7). Индикаторы не будут изменять окраску:
фенолфталеин, лакмус, метилоранж.
Сильные кислоты: HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO4, HMnO4.
Слабые кислоты: HF, H2S, H2SO3, H2CO3, H2SiO3, HNO2, большин-
ство органических кислот.
Сильные основания: щелочи.
Слабые основания: нерастворимые основания, раствор аммиака,
амины.
Пример 4. Гидролиз NH4CN.
Этой соли соответствует слабое основание NH3·H2O и слабая кис-
лота HCN.
Шаг 1. Запишем уравнение диссоциации соли:
NH4CN NH4 ++ CN−.
Шаг 2. Запишем реакцию обмена между ионом, соответствующим
слабому электролиту и ОДНОЙ молекулой воды:
NH4 + + H2O NH3·H2O + H+,
CN− + H2O HCN + OH−.
Шаг 3. Составим молекулярное уравнение гидролиза, просумми-
ровав эти уравнения:
NH4CN + H2O NH3·H2O + HCN.
В данном примере гидролиз протекает по катиону и по аниону.
Чтобы определить среду раствора, необходимо сравнить силу кислоты и основания с помощью справочной литературы.
17
Пример 5. Гидролиз Al2S3.
Этому веществу соответствует прочерк в таблице растворимости.
Это означает, что соль необратимо разлагается водой на соответствующую кислоту и основание:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S.
Упражнения
1. Из списка солей выберите те, которые подвергаются гидролизу:
сульфат лития, хлорид магния, нитрат меди, сульфид калия, ацетат
калия, нитрат железа(II), бромид аммония, сульфат алюминия, нитрат
кальция, бромид цинка, иодид бария, нитрат свинца, карбонат цезия,
сульфит калия, силикат лития, иодид лития, хлорид железа(III), фторид натрия, сульфат хрома(III). Составьте уравнения гидролиза,
определите характер среды их водных растворов и окраску индикаторов.
2. Подберите по два примера вещества, гидролиз которых в вод-
ных растворах соответствует сокращенным ионным уравнениям:
а) Zn2+ + H2O ZnOH+ + H+, г) S2− + H2O HS− + OH−,
б) Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+, д) CO3 2− + H2O HCO
в) Al3+ + H2O AlOH2+ + H+, е) NO
−
+ H2O HNO2 + OH−.
2
−
+ OH−,
3
3. Какие пары растворов солей можно различить с помощью фе-
нолфталеина:
а) Na2CO3 и K2S, г) FeSO4 и KBr,
б) NH4Cl и Na2SO3, д) Li2CO3 и KNO3,
в) Сa(NO3)2 и K2CO3, е) Na2SO4 и Ba(NO3)2?
4. Какие пары растворов солей можно различить с помощью лак-
муса:
а) Li2CO3 и Na2S, г) ZnSO4 и AlBr3,
б) NH4Cl и NaCl, д) NaF и K2SiO3,
в) Pb(NO3)2 и FeCl2, е) NH4NO3 и Ca(NO3)2?
5. Водный раствор соли А окрашивает лакмус в синий цвет, а раствор соли В – в красный. При сливании растворов этих солей выпадает осадок. Приведите две пары возможных формул солей.
6. Водный раствор соли А окрашивает лакмус в фиолетовый цвет,
а раствор соли В – в красный. При сливании растворов этих солей
выпадает осадок. Приведите две пары возможных формул солей.
18
7. Водные растворы солей А и В окрашивают лакмус в синий цвет.
При сливании растворов этих солей выпадает осадок. Приведите две
пары возможных формул солей.
Взаимное усиление гидролиза
Если при сливании растворов двух солей образуется несуществу-
ющая соль, она разлагается водой на соответствующую кислоту и ос-
нование.
Пример 6. Взаимодействие сульфида натрия и хлорида алюминия:
3Na2S + 2AlCl3 = 6NaCl + Al2S3 (сульфид алюминия разлагается
водой)
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
3Na2S + 2AlCl3 + 6H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3 + 3H2S
По такой схеме взаимодействуют растворимые соли, содержащие
ионы:
Al3+ и CO3 2−, SO3 2−, S2−;
Cr3+ и CO3 2−, SO3 2−, S2−;
Fe3+ и CO3 2−, SO
2−
.
3
Важно! Реакция между ионами Fe3+ и S2− (при определенной концен-
трации и между Fe3+ и SO
2−
) является окислительно-восстановительной.
3
Упражнения
1. Составьте уравнение реакции, протекающей при сливании растворов солей, укажите признаки реакции:
а) K2CO3 и Al(NO3)3, г) AlBr3 и Li2S,
б) Rb2S и CrCl3, д) Na2SO3 и Cr2(SO4)3,
в) FeCl3 и Na2SO3, е) Fe(NO3)3 и Cs2CO3.
2. Карбид алюминия полностью растворили в бромоводородной
кислоте. К полученному раствору добавили раствор сульфита калия.
Образовавшийся осадок прокалили. Напишите уравнения четырёх
описанных реакций.
3. При взаимодействии брома с алюминием получили соль. Эту
соль растворили в воде и смешали с раствором сульфида натрия, в
результате чего образовался осадок и выделился газ. Напишите уравнения описанных реакций.
4. Гидрокарбонат натрия прокалили. Полученное после прокали-
вания твёрдое вещество растворили в воде и смешали с раствором
19
бромида железа(III), в результате чего выпал бурый осадок и образовался газ. Осадок отделили и растворили в серной кислоте. Напишите
уравнения описанных реакций.
5. Вычислите массовые доли веществ в растворе, образовавшемся
при сливании 120 г 5,34 % раствора хлорида алюминия и 150 г 6,36 %
раствора карбоната натрия.
6. Соль, полученную при взаимодействии 2,4 г серы и 7.8 г калия,
растворили в 160 г 10 % раствора хлорида алюминия. Вычислите
массовые доли веществ в полученном растворе.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]