Примеры решения задач
Пример 6.1. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:
а) Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
б) H3PO4 + 3OH– = PO43– + 3H2O
в) HCO3– + OH– = CO32– + H2O
Решение. При решении подобных заданий следует пользоваться табл. 2 приложения.
В левой и правой частях данных ионно-молекулярных уравнений указаны ионы, которые образуются при диссоциации сильных электролитов. Следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:
а) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
б) H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
в) KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O
Пример 6.2. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, подтверждающие амфотерный характер гидроксида свинца.
Решение. Амфотерные электролиты могут диссоциировать по типу кислоты и основания, поэтому Pb(OH)2 может растворяться как в кислоте, так и в щелочи, образуя соответствующие соли:
а) растворение Pb(OH)2 в кислоте
Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2H+ = Pb2+ +2H2O
б) растворение Pb(OH)2 в щелочи
Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2PbO2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2OH– = PbO22–+ 2H2O
В случае (а) Pb(OH)2 выполняет роль основания, поставляя в раствор гидроксид-ионы для образования молекул воды. В случае (б) Pb(OH)2 выполняет роль кислоты (Pb(OH)2 = H2PbO2), поставляя в раствор катионы водорода. Схема диссоциации Pb(OH)2 выглядит так:
2H+
+ PbO22–
H2PbO2
= Pb(OH)2
Pb2+
+ 2OH–
Пример 6.3. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей: CH3COOK, K2S, CuSO4.
Решение. а) Ацетат калия – соль слабой кислоты и сильного основания. При растворении в воде ацетат калия диссоциирует на ионы К+ и анионы CH3COO–. Катионы К+ не могут связывать анионы OH–, так как KOH – сильный электролит. Ионы CH3COO–, связываясь с катионами H+ воды, образуют слабую кислоту CH3COOH. Гидролиз идет по аниону слабой кислоты. Сокращенное ионно-молекулярное уравнение имеет вид:
CH3COO–
+ H2O
CH3COOH
+ OH–
Для написания уравнения реакции в полной ионной форме прибавим к левой и правой частям уравнения ионы, не претерпевающие в результате гидролиза ни- каких изменений. В рассматриваемом примере – это катионы калия.
К++CH3COO–
+ H2O
CH3COOH
+ К++OH–
молекулярное уравнение:
CH3COOK
+ H2O
CH3COOH
+ KOH
В растворе появляется избыток ионов OH–, поэтому раствор имеет щелочную реакцию (pH > 7).
б) Сульфид калия – соль двухосновной слабой кислоты и сильного основания. Анионы слабой кислоты S2– связывают ионы водорода из воды, образуя анионы кислой соли HS–. Соль гидролизуется по аниону. Сокращенное ионно-молекулярное уравнение:
S2–
+ H2O
HS–
+ OH–
полное ионно-молекулярное уравнение:
2К+
+ S2–
+ H2O
К+ +
HS–
+ К++OH–
молекулярное уравнение:
K2S
+ H2O
KHS
+ KOH
Появление избыточного количества ионов OH– обусловливает щелочную реакцию среды (pH > 7).
в) Сульфат меди – соль слабого двухкислотного основания и сильной кислоты. Гидролиз такой соли идет по катиону слабого основания с образованием катионов основной соли CuOH+. Сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
Cu2+
+ H2O
CuOH+
+ H+
полное ионно-молекулярное уравнение:
2Cu2+
+ 2SO42–
+
2H2O
2CuOH+
+ SO42–
+
2H+
+
SO42–
молекулярное уравнение:
2CuSO4
+ 2H2O
(CuOH)2SO4
+ H2SO4
В растворе накопились катионы водорода, которые создадут кислую реакцию среды (pH < 7 ).
Пример 6.4. Какие продукты получатся при смешивании растворов AlCl3 и Na2S? Составьте ионно-молекулярные и молекулярное уравнение реакции.
Решение. Соль AlCl3 гидролизуется по катиону, Na2S – по аниону:
Al3+
+
H2O
AlOH2+
+ H+
S2–
+ H2O
HS–+OH–
Образующиеся ионы H+ и OH– связываются в молекулы слабого электролита H2O, сдвигая гидролитическое равновесие вправо. Гидролиз идет до конца с образованием Al(OH)3 и H2S. Ионно-молекулярные и молекулярное уравнение имеют вид:
2Al3+ + 3S2–- + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
2Al3+ + 6Cl– + 6Na+ +3S2- + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S + 6Na+ + 6Cl–
2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S+ 6NaCl