Подготовка к ЕГЭ

Гидролиз солей

П р и м е р  Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: а) KCN, б) Na2CO3, в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.

Решение   а) Цианид калия KCN - соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного гидроксида КОН. При растворении в воде молекулы KCN полностью диссоциируют на катионы К+ и анионы CN-.

Катионы К+ не могут связывать ионы ОН- воды, так как КОН- сильный электролит. Анионы же CN- связывают  ионы Н+ воды, образуя молекулы слабого электролита HСN. Соль гидролизуется по аниону.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CN-+ Н2О ↔HCN + ОН- 

или в молекулярной форме:

KCN + H2O ↔HCN + KOH.

В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов OH-, поэтому раствор KCN имеет щелочную реакцию (pH > 7).

б) Карбонат натрия Na2CO3- соль слабой многоосновной кислоты и сильного гидроксида. В этом случае анионы соли   СО2-3, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО−3, а не молекулы Н2СО3, так как ионы НСО−3 диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Н2СО3. В обычных условиях  гидролиз  идет  по  первой  ступени.  Соль  гидролизуется  по  аниону.  Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CO 23− + Н2О ↔ НСО−+ ОН-

или в молекулярной форме:

Na2СО3+ Н2О ↔NaНСО3+ NaOH

В растворе появляется избыток ионов OH-, поэтому раствор Na2CO3 имеет щелочную реакцию (pH > 7).

в) Сульфат цинка ZnSO4 - соль слабого многокислотного гидроксида Zn(OH)2 и сильной кислоты H2SO4. В этом случае катионы Zn2+ связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной

соли ZnOH+. Образование молекул Zn(OH)2 не происходит, так как ионы ZnOH+ диссоциируют гораздо труднее,  чем  молекулы Zn(OH)2.  В  обычных  условиях  гидролиз  идет  по  первой  ступени.  Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Zn2+ + Н2О ↔ZnOH++ Н+

или в молекулярной форме:

2ZnSO4+ 2Н2О ↔ (ZnOH)2SO4+ Н2SO4.

В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSO4 имеет кислую реакцию (pH < 7).

П р и м е р   Какие продукты образуются при смешивании раствров Al(NO3)3 и K2CO3?

Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение реакции.

Решение  Соль Al(NO3)3 гидролизуется по катиону, а K2CO3 - по аниону:

Al3+ + Н2О ↔AlOH2+ + Н+,

CO23−  + Н2О ↔ НСО3− + OН-.

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, т.к. ионы H+ и OH- образуют молекулу слабого электролита H2O. При этом гидролитическое равновесие  сдвигается  вправо  и  гидролиз  каждой  из  взятых  солей  идет  до  конца  с  образованием Al(OH)3 и CO2(H2CO3). Ионно-молекулярное уравнение:

2Al3+ + 3CO2−3 + 3H2O = ↓2Al(OH)3+ 3CO2,

молекулярное уравнение:

2Al(NO3)3+ 3K2CO3+ 3H2O = ↓2Al(OH)3+ 3CO2↑+ 6KNO3.

П р и м е р  Составьте уравнение реакций гидролиза Na2SO3. Определите, в какую сторону сместится равновесие, если к раствору этой соли добавить: а) NaOH; б) HCl; в) K2CO3; г) Al2(SO4)3.

Решение  Составим уравнение диссоциации Na2SO3:

Na2SO3 ↔2Na+ +   SO2−3.

Кислотным остатком слабой кислоты здесь является ион SO2−3, следовательно, ионное уравнение гидролиза будет иметь вид:

SO2−3+ НОН ↔ НSО3− + ОН-, рН >7;

молекулярное уравнение гидролиза:

Na2SO3 + НОН ↔NaHSO3+ NaOH.

а) Так как в результате гидролиза сульфита натрия создается щелочная среда, согласно принципу Ле-Шателье, при добавлении NaOH равновесие сместится в сторону исходных веществ.

б) При  добавлении  кислоты  ионы  Н+ и  ОН- образуют  воду,  следовательно,  концентрация  ОН- понижается, и равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции.

в) Чтобы определить, в какую сторону сместиться равновесие при добавлении К2СО3, составим уравнение гидролиза этой соли и определим кислотность среды: К2СО3 ↔2К++ SO2−3

Кислотным оcтатком слабой кислоты является ион SO2−3, следовательно, процесс гидролиза можно представить в виде

SO2−3 + НОН ↔ НСО−3+ ОН-, рН >7,

К2СО3+ НОН ↔ КНСО3+ КОН.

В  результате  процесса  гидролиза  К2СО3,  также  как  и  в  случае  гидролиза Na2SO3,  образуются свободные ионы ОН-, следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, добавление К2СО3 к раствору Na2SO3 вызывает смещение равновесия в сторону исходных веществ.

г) Чтобы определить направление смещения равновесной системы при добавлении в нее сульфата алюминия, составим уравнение гидролиза Al2(SO4)3:

Al3+ + НОН ↔AlOH2+ + H+, рН<7,

Al2(SO4)3+ 2НОН ↔2AlOHSO4+ H2SO4.

В  результате  гидролизаAl2(SO4)3  образуются  свободные  ионы  водорода,  которые  с  ионами гидроксила ОН- образуют воду:

Н+ + ОН- ↔ Н2О.

При этом содержание ОН- в системе понизится, следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, произойдет смещение равновесия в сторону продуктов реакции.

Задачи

462  Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей: а) Ni(NO3)2 и Na2SO3; б) FeCl3, Na2CO3 и KCl; в) AlCl3, K2CO3 и NaNO3; г) K2S, ZnSO4 и NaCl; д) NaClO, ZnCl2 и K2SO4; е) Pb(NO3)2, KCN и NaNO3; ж) Na3PO4, CuSO4 и CH3COOK; з) BaS, FeSO4 иNaCN; и) K2SO3, NH4NO3 и KCl. Какое значение pH имеют растворы этих солей (больше или меньше7)?

463  Составьте  молекулярное  и  ионно-молекулярное  уравнения  совместного  гидролиза, происходящего при смешивании растворов: а) Na2S иAlCl3; б) К2SО3 и Al(NO3)3; в) Cr(NО3)3 и К2СО3; г) FeCl3 и Na2S.

464  Какая из двух солей при равных условиях подвергается в большей степени гидролизу: а) К2СО3 или K2S; б) FeCl3 или FeCl2; в) Nа3ВО3 или Na3PO4; г) MgCl2 илиZnCl2; д) KCN или СН3COOK; е) K3PO4 или K3BO3? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза

этих солей (табл. 8).

465  К раствору Аl2(SO4)3 добавили следующие вещества: а) H2SO4; б)Na2CO3. В каких случаях гидролиз  Аl2(SO4)3  усилится? Почему? Составьте  молекулярные  и  ионно-молекулярные  уравнения гидролиза соответствующих солей.

466  К раствору ZnCl2 добавили следующие вещества: а) НСl; б) KOH; в) K2CO3. В каких случаях гидролиз ZnCl2  усилится?  Почему?  Составьте  молекулярные  и  ионно-молекулярные  уравнения гидролиза соответствующих солей.

467  К раствору FeCl3 добавили следующие вещества: а) НСl; б) NaOH; в) Na2CO3. В каких случаях гидролиз FеСl3  усилится?  Почему?  Составьте  молекулярные  и  ионно-молекулярные  уравнения гидролиза соответствующих солей.

468  К раствору Zn(NO3)2 добавили следующие вещества: а) НNO3; б) Na2SO3; в) Cu(NO3)2. В каких случаях  гидролиз Zn(NO3)2  усилится? Почему? Составьте  молекулярные  и  ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

Задания С1

Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций,  укажите окислитель и восстановитель:

1.Cr2(SO4)3 +… + NaOH →  Na2CrO4 + NaBr + … + H2O

2.Si + HNO3 + HF →  H2SiF6 + NO + …

3.P + HNO3 + …  →  NO + …

4.K2Cr2O7 + … + H2SO4 → I2 + Cr2(SO4)3 + … + H2O

5.P + HNO3 + … →  NO2  + …

6.K2Cr2O7 + HCl → Cl2  + KCl + … + …

7.B + HNO3 + HF  →  HBF4 + NO2 + …

8.KMnO4 + H2S   + H2SO4 → MnSO4 + S + …+  …

9.KMnO4 + …  → Cl2 + MnCl2 + … + …

10. H2S + HMnO4 → S + MnO2 + …

11. KMnO4 + KBr + H2SO4 →  MnSO4  + Br2 + … + …

12. KClO + … → I2 + KCl + …

13. KNO2 + … + H2SO4 →  NO + I2 + … + …

14. NaNO2 + … + H2SO4  →  NO + I2 + … + …

15. HCOH + KMnO4 → CO2 + K2SO4 + … + …

16. PH3 + HMnO4 →  MnO2 + … + …

17. P2O3 + HNO3    + …  → NO + …

18. PH3 + HClO3 →  HCl + …

19. Zn + KMnO4 + … →  … + MnSO4 + K2SO4 + …

20.FeCl2 + HNO3 (конц.)  → Fe(NO3)3 + HCl + … + …

Задания C1

(решения и ответы)

1.Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16NaOH  =  2Na2CrO4 + 6NaBr + 3Na2SO4 + 8H2O

Cr2(SO4)3 (Cr+3) – восстановитель, Br2 – окислитель

2.3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

Si – восстановитель, HNO3(N+5) – окислитель

3.3P + 5HNO3 + 2H2O  = 3H3PO4 + 5NO

P – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель

4.K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2

KI (I-) – восстановитель, K2Cr2O7 (Cr+6) – окислитель

5.P + 5HNO3  = H3PO4 + 5NO2 + H2O

P – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель

6.K2Cr2O7 + 14HCl  = 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2

K2Cr2O7 (Cr+6) – окислитель, HCl (Cl-) – восстановитель

7.B + 3HNO3 + 4HF  = HBF4 + 3NO2 + 3H2O

B – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель

8.2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4  =  2MnSO4 + 5S + K2SO4 + 8H2O

H2S (S-2) – восстановитель, KMnO4  (Mn+7) – окислитель

9.2KMnO4 + 16HCl  = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O

KMnO4  (Mn+7)  – окислитель, HCl (Cl-) – восстановитель

10.3H2S + 2HMnO4 = 3S + 2MnO2 + 4H2O

H2S (S-2) – восстановитель, HMnO4  (Mn+7) – окислитель

11.2KMnO4 + 10KBr + 8H2S04 = 2MnSO4 + 5Br2 + 6K2SO4 + 8H2O

KMnO4  (Mn+7)  – окислитель, KBr (Br-) – восстановитель

12.KClO + 2HI  =  I2 + KCl + H2O

KClO (Cl+1) – окислитель, HI (I-) – восстановитель

13.KNO2 + 2HI + H2SO4  = 2NO + I2 + K2SO4 + 2H2O

KNO2 (N+3) – окислитель, HI (I-) – восстановитель

14.2NO + 3KClO + 2KOH = 2KNO3 + 3KCl + H2O

NO (N+2) – восстановитель, KClO (Cl+1) – окислитель

15.5HCOH + 4KMnO4 + 6H2SO4  = 5CO2 + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 11H2O

HCOH – восстановитель, KMnO4  (Mn+7)  – окислитель

16.3PH3 + 8HMnO4  =  3H3PO4 + 8MnO2 + 4H2O

KMnO4  (Mn+7)  – окислитель, PH3 (P-3) – восстановитель

17.3P2O3 + 4HNO3 + 7H2O = 4NO + 6H3PO4

P2O3 (P+3) – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель

18.3PH3+ 4HClO3 = 4HCl + 3H3PO4

PH3 (P-3) – восстановитель, HClO3 (Cl+5) – окислитель

19.5Zn + 2KMnO4 + 8H2SO4  = 5ZnSO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Zn0  - восстановитель, KMnO4  (Mn+7)  - окислитель

20.FeCl2 + 4HNO3  = Fe(NO3)3 + 2HCl + NO2 + H2O

FeCl2 (Fe+2) – восстановитель, HNO3(N+5) -  окислитель