Варианты самостоятельных работ по теме «Реакции ионного обмена»

Вариант 1

1. Какие из перечисленных ниже веществ подвергаются диссоциации в растворе: хлорид свинца(II), фосфорная кислота, гидроксид стронция, бромид цинка, гидроксид железа(II), сульфат алюминия? Напишите уравнения реакций.

2. Даны вещества: нитрат ртути(II), гидроксид калия, железо, сульфид бария, соляная кислота, гидроксид алюминия, оксид серы(IV). Определите, с какими из этих веществ будет взаимодействовать: а) гидроксид натрия; б) серная кислота. Напишите уравнения реакций.

3. Осуществите превращения:

Cu ® CuCl₂ ® Cu(NO₃)₂ ® Cu(OH)₂ ® CuSO₄ ® Cu(NO₃)₂ ® CuS

4. Предложите способы получения сульфата калия и сульфида бария.

 

Вариант 2

1. Какие из предложенных ниже веществ подвергаются диссоциации в водном растворе: серная кислота, гидроксид железа(II), хлорид железа(III), гидроксид калия, фосфат кальция, кремниевая кислота? Напишите уравнения реакций.

2. Даны вещества: гидроксид натрия, фосфорная кислота, гидроксид цинка, цинк, сульфат магния, карбонат бария. Определите, с какими из этих веществ будет взаимодействовать: а) соляная кислота; б) гидроксид бария. Напишите уравнения протекающих реакций.

3. Осуществите превращения:

Al ® Al₂(SO₄)₃ ® AlCl₃ ® Al(NO₃)₃ ® Al(OH)₃ ® Al₂(SO₄)₃ ® K[Al(OH)₄]

4. Предложите способы получения сульфата магния и фосфата кальция.

 

Вариант 3

1. Какие из предложенных веществ подвергаются диссоциации в растворе: гидроксид хрома(III), йодид бария, азотная кислота, карбонат кальция, едкое кали, сульфат железа(III)? Напишите уравнения реакций.

2. Даны вещества: карбонат натрия, гидроксид меди(II), нитрат серебра, азотная кислота, гидроксид бария, сульфат стронция. С какими из этих веществ взаимодействует: а) фосфат калия; б) соляная кислота? Напишите уравнения протекающих реакций.

3. Осуществите превращения:

S ® SO₂ ® K₂SO₃ ® K₂SO₄ ® K₂S ® KCl ® KNO₃

4. Предложите способы получения бромида бария и нитрата цинка.

Гидролиз солей

Растворы солей, образованных катионами слабых оснований или анионами слабых кислот, показывают либо кислую, либо щелочную реакцию среды. В рамках ионной теории Аррениуса это объясняется протеканием реакций гидролиза. В общем случае гидролиз определяется как взаимодействие соли с водой:

 

                               Соль + Вода = Кислота + Основание

 

Гидролиз – это реакция, обратная нейтрализации:

                                                        Нейтрализация

          Кислота + Основание ¾¾¾¾¾¾¾¾® Соль + Вода

                                                           Гидролиз

Возможность и характер протекания гидролиза определяется природой соли, т. е. природой кислоты и основания, из которых образована соль.

Слово «гидролиз» означает разложение водой («гидро» - вода, «лизис» - разложение). Гидролиз – одно из важнейших химических свойств солей. Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуются слабые электролиты.

В зависимости от того, основанием и кислотой какой силы образована соль, гидролиз ее может протекать по аниону, по катиону, по катиону и аниону одновременно, либо не протекать вовсе.

Соли, образованные многоосновными кислотами или многокислотными основаниями, гидролизуются ступенчато.

Гидролиз по катиону происходит в том случае, если основание, которым образована соль, более слабое, чем кислота. Соответственно, гидролиз по аниону происходит в том случае, если соль образована сильным основанием и слабой кислотой.

Пример 1. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону). Растворы таких солей всегда имеют кислую реакцию среды:

а) ZnCl₂ Û Zn²⁺ + 2Cl^- pH<7, среда кислая

Zn²⁺ + HOH Û ZnOH⁺ + H⁺ (1 ступень)

ZnCl₂ + HOH Û ZnOHCl + HCl

ZnOH⁺ + HOH Û Zn(OH)₂¯ + H⁺ (2 ступень)

ZnOHCl + HOH Û Zn(OH)₂¯ + HCl

 

б) FeSO₄ Û Fe²⁺ + SO₄^2- pH<7, среда кислая

Fe²⁺ + HOH Û FeOH⁺ + H⁺ (1 ступень)

2FeSO₄ + 2HOH Û (FeOH)₂SO₄ + H₂SO₄

FeOH⁺ + HOH Û Fe(OH)₂¯ + H⁺ (2 ступень)

(FeOH)₂SO₄ + 2HOH Û 2Fe(OH)₂¯ + H₂SO₄

Пример 2  Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону). Растворы таких солей всегда имеют щелочную реакцию среды:

а) K₂CO₃ Û 2K⁺ + CO₃^2- pH>7, среда щелочная

CO₃^2- + HOH Û HCO₃^- + OH^- (1 ступень)

K₂CO₃ + HOH Û KHCO₃ + KOH

HCO₃^- + HOH Û H₂CO₃ + OH^-   (2 ступень)

KHCO₃ + HOH Û H₂CO₃ + KOH

 

б) Ba(NO₂)₂ Û Ba²⁺ + 2NO₂^- pH>7, среда щелочная

NO₂^- + HOH Û HNO₂ + OH^- (1 ступень)

Ba(NO₂)₂ + 2HOH Û 2HNO₂ + Ba(OH)₂

 

Пример 3. Совместный гидролиз (по катиону и аниону). Гидролиз солей, образованных слабыми кислотами и слабыми основаниями, обычно протекает полностью (по катиону и аниону одновременно):

Al₂S₃ + 6H₂O ® 2Al(OH)₃¯ + 3H₂S­

Подобные соли не могут существовать в водном растворе, поскольку полностью гидролизуются. Примерами таких «несуществующих» солей являются карбонаты, сульфиды, сульфиты, силикаты хрома (III), алюминия, железа (III). Поэтому подобные соединения невозможно получить путем обыкновенных обменных реакций:

2CrCl₃ + 3Na₂SO₃ + 3H₂O ® 2Cr(OH)₃¯ + 6NaCl + 3SO₂­

Fe₂(SO₄)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O ® 2Fe(OH)₃¯ + 3K₂SO₄ + 3CO₂­

 

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, не гидролизуются, потому что катионы и анионы этих солей не связываются с ионами Н⁺ и ОН^- воды, т. е. не образуют с ними молекул слабых электролитов. Среда растворов этих солей – нейтральная, т. к. концентрации ионов Н⁺ и ОН^- в их растворах равны, как в чистой воде. Примерами солей, не подвергающимся гидролизу, являются K₂SO₄, BaCl₂, Sr(NO₃)₂, NaJ и др., т. к. они образованы сильными кислотами и основаниями (щелочами).

 

 

Варианты самостоятельных работ по гидролизу солей

Вариант 1

1. Какие из ниже перечисленных солей будут подвергаться гидролизу: нитрат алюминия, карбонат бария, сульфид натрия, сульфат свинца(II), нитрат калия, сульфит железа(III)? Напишите уравнения реакций.

2. К раствору сульфида бария прилили раствор нитрата алюминия. Напишите уравнения протекающей реакции.

 

Вариант 2

1. Какие из ниже перечисленных солей будут подвергаться гидролизу: сульфид бария, карбонат кальция, нитрат железа(II), карбонат хрома(III), иодид серебра, хлорид натрия. Напишите уравнения реакций.

2). К раствору хлорида железа(III) прилили раствор сульфита натрия. Напишите уравнение протекающей реакции.

Вариант 3

1. Какие из ниже перечисленных солей будут подвергаться гидролизу: силикат калия, бромид бария, сульфид меди(II), сульфат алюминия, карбонат железа(III), сульфат стронция. Напишите уравнения реакций.

2. К раствору сульфата хрома (III) прилили раствор карбоната натрия (соды). Напишите уравнение протекающей реакции.