![]() |
Общая
химия.
Учебное
пособие
|
![]() |
4.4 РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО
ТЕМЕ “РАСТВОРЫ” 1. Какой из указанных ниже
электролитов является слабым? а) H2SO4; б) NaI; в) HCNO;
г) HCl. Решение. Серная и соляная кислоты
являются сильными (см. раздел
4.3.1), а иодид натрия представляет собой
легко
растворимую соль (таблица 3 приложения). Эти
электролиты хорошо диссоциируют
на ионы в водном
растворе. Слабым, т.е. плохо диссоциирующим
на ионы электролитом, является циановая
кислота. Ответ:
HCNO. 2. Определите концентрацию
(моль/л) ионов H+ в растворе, если pH
среды равен 12,7. Решение. По определению pH=–lg[H+].
Поэтому
[H+]=10–pH. Следовательно, в
данном случае [H+]=10–12,7=2·10–13. Ответ:
2·10–13
моль/л. 3. Определите pH среды, если концентрация
ионов OH– в растворе
составляет 1,8·10–9
моль/л. Решение. Используя ионное произведение воды, вычислим
концентрацию ионов H+
в растворе: [H+]=Kw/[OH–]=10–14/1,8·10–9=5,56·10–6
моль/л Определим pH
cреды: pH
= –lg[H+]
= –lg 5,56·10–6
= 5,25. Ответ:
5,25. 4. Запишите в
молекулярной и
ионно-молекулярной формах
уравнения реакций между веществами. В ответе укажите молярную массу
образующегося слабого электролита.
а) H2S
+ Ba(OH)2 → ... ;
б) Pb(NO3)2
+ H2SO4 → ... . Решение. а)
Реакция между сероводородом и гидроксидом бария относится к
типу реакций ионного обмена.
Поэтому в образующихся соединениях положительно заряженный ион из
одного
исходного вещества соединяется с отрицательно заряженным ионом из
другого.
Молекулярное уравнение реакции: H2S + Ba(OH)2 → BaS
+ H2O
. В ионно-молекулярном уравнении сильные электролиты
должны быть записаны в виде ионов, а слабые – в виде молекул.
Слабо диссоциирующими
веществами в этой реакции являются
сероводород и вода. Поэтому ионно-молекулярное уравнение реакции имеет
вид: H2S + Ba2+
+ 2OH– → Ba2+ + S2–
+ 2H2O
. В
сокращенном
ионно-молекулярном уравнении должны быть исключены одинаковые частицы,
находящиеся в левой и правой частях полного уравнения, т.е. ионы,
которые не
претерпевают изменений в ходе реакции. В данном случае это ионы Ba2+.
Сокращенное ионно-молекулярное
уравнение реакции: H2S + 2OH–
→ S2–
+ 2H2O . Слабым электролитом, образующимся в
реакции,
является H2O. Вычисляем молярную массу воды: 1+1+16=18. Ответ:
18
г/моль. б) Реакция между нитратом
свинца и серной кислотой относится к типу реакций ионного обмена.
Поэтому в
образующихся соединениях положительно заряженный ион из одного
исходного
вещества соединяется с отрицательно заряженным ионом из другого.
Молекулярное
уравнение реакции: Pb(NO3)2
+ H2SO4 → 2HNO3 + PbSO4↓ . Слабо диссоциирующим
веществом в этой реакции является сульфат свинца (плохо растворимая
соль,
выпадающая в осадок, см. таблицу 3 приложения). Поэтому ионно-молекулярное
уравнение реакции имеет вид: Pb2+ + 2NO3–
+
2H+ + SO42–
→ 2H+ + 2NO3–
+ PbSO4↓ . В
сокращенном
ионно-молекулярном уравнении должны быть исключены одинаковые частицы,
находящиеся
в левой и правой частях полного уравнения, т.е. ионы, которые не
претерпевают
изменений в ходе реакции. В данном случае это ионы NO3–
и
H+. Сокращенное
ионно-молекулярное
уравнение реакции: Pb2+ + SO42–
→ PbSO4↓ . Слабым электролитом, образующимся в
реакции,
является PbSO4. Вычисляем молярную массу
сульфата свинца: 207+32+4·16=303. Ответ:
303
г/моль. 5. Cоставьте
ионно-молекулярные и молекулярные уравнения
реакции гидролиза солей. а)
K2S; б)
CuCl2. В ответе укажите
разность молярных масс ионов, образующихся при гидролизе. Решение. а) Гидролизом солей называется
процесс взаимодействия ионов
соли с ионами воды, приводящий к образованию слабодиссоциирующих
веществ и часто сопровождающийся
изменением реакции среды (рН). При
растворении в воде K2S диссоциирует:
K2S При
составлении уравнений гидролиза в первую очередь необходимо определить
ионы
соли, связывающие ионы
воды в малодиссоциирующие
соединения, т.е. ионы, обусловливающие гидролиз. В
данном случае ионы S2-
связывают катион H+,
образуя ион HS– S2–
+H2O Уравнение гидролиза в молекулярной
форме: K2S+H2O Практически гидролиз соли
ограничивается первой
ступенью с образованием кислой соли (в данном случае KHS).
Таким
образом,
гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой
(такой, как K2S)
протекает по аниону соли. Избыток ионов OH–
в растворе
обусловливает щелочную реакцию среды в растворе (pН>7).
В
результате гидролиза образуются 2 иона:
HS–
и OH–.
Рассчитываем
разность их молярных масс:
(1+32)–(16+1)=16. Ответ: 16 г/моль. б)
При растворении в воде
CuCl2 диссоциирует:
СuCl2 В данном случае
ионы Cu2+
соединяются с ионами OH–, образуя гидроксоионы
CuOH+.
Гидролиз соли практически ограничивается первой ступенью, и образование
молекулы Cu(OH)2
не происходит. Ионно-молекулярное
уравнение имеет вид: Cu2+
+ HOH В данном случае продуктами
гидролиза являются основная
соль и кислота. Уравнение гидролиза
в молекулярной форме записывается следующим образом: CuCl2+H2O Таким образом, гидролиз соли,
образованной слабым
основанием и сильной кислотой (в данном случае CuCl2)
протекает по
катиону соли. Избыток ионов H+ в растворе обусловливает кислую реакцию среды в растворе (рН<7).
В
результате гидролиза образуются 2 иона: CuOH+
и H+ (cм.
ионно-молекулярное уравнение). Рассчитываем разность их молярных масс:
(64+16+1)–1=80. Ответ: 80 г/моль.
©
А.И. Хлебников, И.Н. Аржанова, О.А. Напилкова
|