Примеры решения задач. Пример 1. Вычислить степень гидролиза цианида калия при концентрации 0,1 и 0,001 г-экв/л

Пример 1. Вычислить степень гидролиза цианида калия при концентрации 0,1 и 0,001 г-экв/л, если константа диссоциации HCN=7,2∙10^-10.

Решение:

1) Запишем уравнение диссоциации HCN:

HCN ↔ H⁺ + CN^-

KHCN =

2) Запишем уравнение гидролиза KCN в 3-х формах:

а) молекулярной

KCN + H₂O ↔ HCN + KOH;

б) ионно-молекулярной

K⁺ + CN^- + H₂O ↔ HCN + K⁺ + OH^- ;

в) в краткой ионно-молекулярной форме

CN^- + H₂O ↔ HCN + OH^-.

Подставляем данные значения в формулу определения степени гидролиза:

h = = = 0.0118,

% = 0.011∙8100 = 1.18%; h = 1,18.

Для с= 0,001 имеем h = = = 0.118 или

1,18%.

Пример 2. Вычислить К гидролиза, h и pH 0,1 моль/л раствора CH₃COONa.

Решение:

Запишем уравнение гидролиза CH₃COONа в 3-х формах:

а) молекулярной

CH₃COONa + H₂O↔ CH₃COOH + NaOH;

б) ионно-молекулярной

CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O↔ CH₃COOH + Na⁺ + OH^- ;

в) краткой ионно-молекулярной

CH₃COO^- + H₂O ↔ CH₃COOH + OH^-.

Kг = ,

KCH₃COOH = 1,74 ∙10^-5,

KH₂O = 10^-14,

Kг = = 5,7 ∙10^-10;

степень гидролиза h определяем по формуле

h = = = 7,4∙10^-5 или h = 0,0076 %

[OH^-]^- = c ∙ h

[OH^-] = 10^-1 ∙ 7,6 ∙ 10^-6 моль;

ионное произведение воды

[H⁺] ∙ [OH^-] = KH₂O,

отсюда [H+] = ; pH = - Ig [H⁺],

pH = - Ig ≈ 6,88.

Пример 3. Вычислить, чему равна константа гидролиза, h и pH 0,1 моль/л раствора фосфата натрия Na₃PO₄.

Решение:

Запишем уравнение гидролиза по 3-м ступеням в 3-х формах:

I ступень:

а) молекулярная

Na₃PO₄ + H₂O ↔ Na₂HPO₄ + NaOH;

б) ионно-молекулярная

3Na⁺ + PO₄^3- + H₂O ↔ 2Na⁺ + (HPO₄)^2- + Na⁺ + OH^-;

в) краткая ионно-молекулярная

PO₄^3- + H₂O ↔ HPO₄^2- + OH^- .

II ступень:

а) молекулярная

Na₂HPO₄ + H₂O ↔ NaH₂PO₄ + NaOH;

б) ионно-молекулярная

2 Na⁺ + HPO₄^2- + H₂O↔ Na⁺ + H₂PO^-₄ + Na⁺ + OH^-;

в) краткая ионно-молекулярная

HPO₄^2- + H₂O ↔ H₂PO₄^- + OH^- .

III ступень:

а) молекулярная

NaH₂PO₄ + H₂O ↔ H₃PO₄ + Na⁺ + OH^-;

б) ионно-молекулярная

Na⁺ + H₂PO₄^- + H₂O ↔ H₃PO₄ + NaOH;

в) краткая ионно-молекулярная

H₂PO^-₄ + H₂O ↔ H₃PO₄ + OH^-.

Хотя ионы HPO₄^2- и H₂PO₄^- способны гидролизоваться, однако степени гидролиза ионов HPO₄^2- и H₂PO₄^- малы.

Второй и третьей стадией гидролиза можно пренебречь.

Тогда К гидролиза, h и pH раствора определяем для уравнения

PO₄^3- + H₂O ↔ HPO₄ + OH^-.

Из таблицы А.1 имеем:

K(H₃PO₄ = 7,6 ∙ 10^-3,

K(H₂PO₄^- )= 6,2 ∙ 10^-8,

K(HPO₄^2- )= 1,3 ∙ 10^-12,

Кг = = = = 0,0076.

Для определения h воспользуемся формулой

h = = = 0,277, или 2,77%.

Отсюда

[OH^-] = ch = 0,1∙ 0,277 = 2,77 ∙ 10^-2,

14-1,56=12,44

pH = 10 – 1,42 = 12,6.

Пример 4. Как будет изменяться pH при растворении в воде солей

1 CuCl₂, 2. Na₂SO₃, 3. K₂SO₄ ?

Решение:

1 Гидролиз соли CuCI₂ проходит ступенчато (в основном по I ступени) по катиону Cu²⁺.

Первая ступень гидролиза в 3-х формах:

а) молекулярная

CuCI₂ + H₂O ↔ Cu(OH)CI + HCI;

б) ионно-молекулярная

Cu²⁺ + 2CI^- + H₂O ↔ (CuOH)⁺ + CI^- + H⁺ + CI^-

в) краткая ионно-молекулярная

Cu²⁺ + H₂O↔ (CuOH)⁺ + H⁺_.

Вторая ступень гидролиза практически не протекает:

а) молекулярная

Cu(OH)CI + H₂O ↔ (CuOH)₂↓ + HCI;

б) ионно-молекулярная

(CuOH)⁺ + CI^- + H₂O ↔ (CuOH)₂↓ + H⁺ + CI^-

в) краткая ионно-молекулярная

(CuOH)⁺ + H₂O ↔ (CuOH)₂↓ + H⁺.

2 Гидролиз соли Na₂SO₃ гидролиз протекает по аниону.

I ступень гидролиза:

а) молекулярная

Na₂SO₃ + H₂O ↔ NaHSO₃ + NaOH;

б) ионно-молекулярная

2Na⁺ + SO₃^2- + H₂O ↔ Na⁺ + HSO₃^- + Na⁺ + OH^- ;

в) краткая ионно-молекулярная

SO₃^2- + H₂O ↔ HSO₃^- + OH^-.

II ступень гидролиза:

а) молекулярная

NaHSO₃ + H₂O ↔ H₂SO₃ + NaOH;

б) ионно-молекулярная

Na⁺ + HSO₃^-+ H₂O↔ H₂SO₃ + Na⁺ + OH^-;

в) краткая ионно-молекулярная

HSO₃^-+ H₂O↔ H₂SO₃ + OH^-.

3 Соль K₂SO₄ образована сильным основанием (КОН) и сильной кислотой (Na₂SO₄).

Гидролизу не подвергается, pH = 7.

Пример 5. Закончить уравнение реакции с учётом возможности необратимого гидролиза образуемых солей.

AI₂(SO₄)₃ + Na₂S + H₂O →?

Решение:

Гидролиз в данном случае идёт до конца, так как образуются осадок AI(OH)₃ и газ H₂S.

Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

AI₂(SO₄)₃ + 3Na₂S + 6H₂O → 3Na₂SO₄ + 2AI(OH)₃↓ + 3H₂S↑.

Вопросы и задачи для самостоятельного решения

2.1 Написать ионно-молекулярные уравнения реакции гидролиза с указанием pH при растворении в воде следующих солей: сульфата цинка, нитрата калия, хлорида цезия, сульфата хрома (III).

2.2 Написать в ионно-молекулярной форме уравнения гидролиза следующих солей: K₂S, K₂CO₃, Li₂S, K₃PO₄, K₂SO₃.

2.3 Написать в молекулярной форме уравнение гидролиза гидросолей и определить pH среды их водных растворов: NaHSO₃, NaHS, KHCO₃, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄.

2.4 Написать в молекулярно-ионной форме уравнение гидролиза солей и указать реакцию их водных растворов: ZnCI₂, Cu(NO₃)₂, FeSO₄, AICI₃, CrCI₃.

2.5 Написать молекулярно-ионные формы уравнений гидролиза (отдельно для катиона и аниона) и указать реакцию водных растворов солей: (NH₄)₂S, (NH₄)₂SO₃, (NH₄)₃PO₄, (NH₄)₂HPO₄.

2.6 Написать молекулярно-ионные формы уравнений гидролиза и указать реакцию водных растворов солей:

а) NH₄HS; б) NH₄HSO₃; в)NH₄H₂PO₄.

2.7 Написать молекулярно-ионные формы уравнений гидролиза и указать реакцию водных растворов солей:

а) AI(CH₃COO)₃; б) Fe(HCOO)₃; в) Cu(CH₃COO)₂.

2.8 Написать в молекулярной и молекулярно-ионной форме уравнения реакций и объяснить механизм их протекания:

а) Fe₂(SO₄)₃ + Na₂CO₃ + H₂O →......

б) AICI₃ + (NH₄)₂S + H₂O →......

в) Cr₂(SO₄)₃ + (NH₄)₂S + H₂O →......

2.9 Написать в молекулярной и молекулярно-ионной форме уравнения реакций и объяснить механизм их протекания:

а) AICI₃ + CH₃COONa + H₂O → AI(OH) (CH₃COO)₂ +......

б) CuSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O → [Cu(OH)]₂CO₃ +......

в) Na₂SiO₃ + NH₄CI + H₂O →......

2.10 Указать, не производя вычислений, в каком из растворов двух солей равной концентрации pH больше или меньше:

а) NaCIO₄ и NaCIO;

б) K₂S и K₂Se;

в) Na₂CO₃ и NaHCO_3.

2.11 Указать, не производя вычислений, в каком из растворов двух солей равной концентрации pH больше или меньше.

а) CH₃COONa и HCOONa;

б) Na₂CO₃ и NaSO₃ ;

в) HCOONa и HCOONH_4.

2.12 Охарактеризовать поведение в растворе следующих солей и указать реакцию их водных растворов: HCOOK, NH₄Br, K₂HPO₄, Cu(NO₃)₂.

2.13 Раствор NaH₂PO₄ имеет слабо кислую, а раствор Na₃PO₄ имеет сильнощёлочную реакцию. Объяснить эти факты, подтвердить уравнениями.

2.14 При сливании водных растворов Cr(NO₃)₃ и Na₂S образуется осадок Cr(OH)₃ и выделяется газ. Составить молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакций.

2.15 Какие из перечисленных солей подвергаются гидролизу:

а) NaHCO₃; б) NaCN; в) KNO₃.

Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза.

2.16 Вычислить константу гидролиза фторида калия, определить степень гидролиза этой соли в 0,01 М растворе и pH раствора.

2.17 Вычислить pH 0,02 н. раствора соды Na₂CO₃, учитывая только первую ступень гидролиза.

2.18 Сравнить степень гидролиза соли и pH среды в 0,1 М и 0,001 М растворах цинанида калия.

2.19 При 60⁰С ионное произведение воды КH₂O = 10^-12. Считая, что константа диссоциации хлорноватистой кислоты не изменяется с температурой, определить pH 0,001Н раствора KOCI при 25 и 60⁰С.

2.20 pH 0,1М раствора натриевой соли органической одноосновной кислоты равен 10.

Вычислить К диссоциации этой кислоты.

2.21 Исходя из значений К диссоциации соответствующих кислот и оснований, указать реакцию водных растворов следующих солей: NH₄CN, NH₄F, (NH₄)₂S.

2.22 Почему раствор NaHCO₃ имеет слабощелочную среду, а NaHSO₃ слабокислую реакцию? Ответ обосновать.

2.23 Вычислить константу гидролиза карбоната натрия, степень гидролиза соли в 0,1 М растворе и pH среды.

2.24 Вычислить константу гидролиза ортофосфата калия. Каков pH в 2,4М растворе Na₃PO₄? Определить степень гидролиза.

2.25 Вычислить константу гидролиза ортофосфата калия. Каков pH в 3н. растворе Na₃PO₄. Какова степень гидролиза?

2.26 Вычислить константу гидролиза сульфита натрия, степень гидролиза и pH 0,6 М раствора.

2.27 Вычислите pH 0,2 М раствора NaHCOO, если KHCOOH =1,7∙10^-4.

2.28 Оцените pH раствора, полученного растворением 0,001г NH₄CI в 10л воды. KNH₄OH = 1,8∙10^-5.

2.29 В чем состоит отличие реакций гидролиза AI(CH₃COO)₃ и AI₂S₃ ?

2.30 Объясните, почему при введении в раствор FeCI₃ раствора соды в осадок выпадает не карбонат железа, а его гидроксид. Напишите уравнение процессов.

2.31 Составьте уравнение реакций, протекающих в водных растворах:

а) AICI₃ + H₂O→

б) AICI₃ + (NH₄)₂S + H₂O→

в) AICI₃ + (NH₄)₂CO₃ + H₂O→

2.32 Предполагают, что гидролиз буры протекает в 2 стадии:

B₄O7^2- + 3H₂O ↔ 2H₃BO₃ + 2BO₂^-

BO₂^- + 2H₂O ↔ H₃BO₃ + OH^-

Как рассчитать pH раствора буры известной концентрации?

2.33 Вычислите pH раствора, в 5л которого содержится 20 г NH₄CI, если KNH₄OH = 1,8∙ 10^-5.

2.34 У какого раствора pH больше: SnCI₂ или SnCI₄ (при одинаковых концентрациях)?

2.35 Отличается ли гидролиз AICI₃ от AIF₃? Ответ обосновать уравнениями.

2.36 Приведите возможные способы смещения равновесия реакций гидролиза вправо и влево.

2.37 Приготовлены растворы солей Na₂CO₃, FeCI₃ и CuSO₄. Напишите по-стадийно уравнения гидролиза. Как осуществить последнюю стадию гидролиза?

2.38 Расположите соединения Na₂CO₃, NaHCO₃ и NaOH в порядке увеличения pH их растворов одинаковой концентрации.

2.39 Напишите сокращенным молекулярно-ионным способом уравнения реакций гидролиза следующих солей:

1) FeCI₃; 2) Fe₂(SO₄)₃; 3) Fe(OH)CI₂.

2.40 Напишите сокращённое молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

1) NaNO₃; 2) NH₄NO₂; 3) NH₄NO₃.

2.41 Напишите сокращённое молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

1) Zn(NO₃)₂; 2) Cu(NO₃)₂; 3)Ca(NO₂)₂.

2.42 Напишите сокращённое молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

1) Cu(CH₃COO)₂; 2) CuSO₄; 3) Cu(OH)NO₃.

Укажите реакцию среды.

2.43 Укажите способы смещения равновесия реакций гидролиза вправо:

CO₃^2- + H₂O ↔ HCO₃^- + OH^-

HCO₃^- + H₂O ↔ H₂CO₃ + OH^-

2.44 Какие соли железа гидролизуются сильнее: FeCI₂ или FeCI₃ и почему? Ответ обосновать.

2.45 Вычислите pH 0,1 М раствора NH₄CI (KNH₄OH = 1,8 ∙10^-5).

2.46 Раствор, содержащий в 1л 3,81 г тетрабората натрия Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O (бура), имеет pH = 9,18. Напишите уравнение реакции гидролиза и вычислите константу первой стадии гидролиза, предполагая, что она обусловливает щелочную среду раствора.

2.47 Вычислите константу диссоциации BeOH⁺

BeOH⁺ = Be²⁺ + OH^-

исходя из того, что pH 2 ∙ 10^-2М раствора BeCI₂ составляет 4,2.

2.48 Соли, образованные многоосновными кислотами и многокислотными основаниями, гидролизуются по ступеням. Докажите, что полная константа гидролиза равна произведению константы гидролиза всех ступеней гидролиза.

2.49 Вычислите pH 0,2 М раствора NaHCOO, если KНСООН = 1,8 ∙ 10^-4.

2.50 Напишите сокращенное молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей (если возможно):

NaCIO₄, NH₄CIO₄, Na₂S.

2.51 При каких условиях можно ожидать (теоретически) нейтральную реакцию среды раствора соли?

2.52 Реакция среды водного раствора MgCI₂ нейтральна. О чём это говорит?

2.53 Напишите сокращенное молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

NaCH₃COO, NH₄CH₃COO, Fe(OH)SO₄.

2.54 Водные растворы HCI и FeCI₃ показывают кислую среду. Это объясняется протеканием следующих процессов:

HCI + H₂O = H₂O⁺ +CI^-

FeCI₃ + 2H₂O H₃O⁺ + CI^- + FeOHCI₂

Укажите признаки сходства и различия этих процессов. Назовите процессы.

2.55 Разбавленные растворы LiJ и CsF нейтральны. По мере повышения концентрации раствор LiJ начинает показывать кислую реакцию, а раствор CsF - щёлочную. Как это объяснить?

2.56 Предскажите реакцию среды (кислая или щёлочная) водных растворов Na₃PO₄, Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄.

2.57 Напишите сокращенное молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей: Fе(NO₃)₃, Fe(OH)₂NO₃, Cu(NO₃)₂.

2.58 Определите pH 0,1 М раствора ортофосфата калия.

2.59 У какого раствора рН больше: FeCl₂ или FeCl₃ (при одинаковых концентрациях)?

2.60 Определите рН 0,1 М раствора дегидрофосфата калия.

Варианты контрольных заданий

Дата добавления: 2015-07-19