Общая химия. Учебное пособие

Главная  ->  Образование  ->  Учебные материалы  ->  Пособие "Общая химия"

Электронный читальный зал Поиск по сайту:

4.4  РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ “РАСТВОРЫ”
(для нехимических специальностей)

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+]=10pH. 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 NO3и 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: K2S2K+ +S2-.

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– +H2OHS +OH

Уравнение гидролиза в молекулярной форме:

K2S+H2OKHS+KOH

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: СuCl2Cu2+ +2Cl

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+ + HOHCuOH++ H+

В данном случае продуктами гидролиза являются  основная соль и кислота. Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом:

CuCl2+H2OCuOHCl+ HСl

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.

К следующему разделу

К оглавлению


©  А.И. Хлебников, И.Н. Аржанова, О.А. Напилкова

 


  

Рейтинг@Mail.ru