Опыт 2. Реакции, идущие с образованием осадка
Налить в три пробирки по 1-2 мл сульфата магния, хлорида железа (III), сульфата меди (II) и прибавить в каждую по такому же количеству щелочи. Наблюдать образование осадков, отметить цвет. Осадки сохранить для следующего опыта.
Требование к результатам опыта
Составить молекулярные и ионные уравнения реакций образования осадков гидроксидов магния, железа (III) и меди (II).
Опыт 3. Реакции, идущие с образованием слабого электролита
К полученным в предыдущем опыте осадкам гидроксидов магния, железа, и меди прилить раствор соляной кислоты до полного их растворения.
Требования к результатам опыта:
1. Составить молекулярные и ионные уравнения реакций растворения осадков гидроксидов магния, железа (III) и меди (II).
2. Объяснить растворение осадков в кислоте.
Опыт 4. Реакции, идущие с образованием газа
Налить в пробирку 1-2 мл раствора карбоната натрия, прилить в нее раствор соляной кислоты. Наблюдать выделение газа.
Требование к результатам опыта
Составить молекулярное и ионные уравнения реакции взаимодействия Na2CO3 с HCl.
Опыт 5. Амфотерные электролиты
В одну пробирку налить 2-3 мл раствора хлорида цинка, другую – столько же сульфата хрома (III). Затем в каждую пробирку добавить разбавленный раствор щелочи до выпадения осадков гидроксидов. В каждом случае осадки разделить на две пробирки. В одну из пробирок прилить раствор соляной кислоты, а в другую – раствор щелочи до растворения осадков.
|
|
|
Требования к результатам опыта:
1. Составить молекулярные и ионные уравнения реакций образования осадков Zn(OH)2 и Cr(OH)3.
2. Составить молекулярные и ионные уравнения реакций растворения осадков гидроксидов цинка и хрома (III) в кислоте и щелочи.
3. Записать уравнения диссоциации полученных гидроксидов по типу кислот и по типу оснований.
Примеры решения задач
Пример 8.1.Составить молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:
а) Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O;
б) H3PO4 + 3OH− = PO43− + 3H2O;
в) HCO3− + OH− = CO32− + H2O.
Решение.В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны ионы, которые образуются при диссоциации сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:
а) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
б) H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
в) KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O
При решении подобных заданий следует пользоваться таблицей №2 (приложение).
Пример 8.2.Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, подтверждающие амфотерный характер гидроксида свинца.
Решение. Амфотерные электролиты могут диссоциировать по типу кислоты и основания, поэтому Pb(OH)2 может растворяться как в кислоте, проявляя свойство основания, так и в щелочи, проявляя свойства кислоты:
|
|
|
а) как основание: Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2H+ = Pb2+ + 2H2O
б) как кислота: Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pb(OH)4]
Pb(OH)2 + 2OH‾ = [Pb(OH)4]2−
Схема диссоциации Pb(OH)2 выглядит так:
2H+ + [Pb(OH)4]2− ↔ Pb(OH)2 + 2H2O ↔ [Pb(H2O)2]2+ +2OH‾
Задачи
№ 8.1. Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) K2S и CuSO4; б) AgNO3 и NH4Cl;
в) Na2SiO3 и H2SO4; г) CaCO3 и HNO3.
№ 8.2. Составить по два молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3; б) H+ + OH− = H2O; в) Cu2+ + S2− = CuS.
№ 8.3. Можно ли приготовить раствор, содержащий одновременно следующие пары веществ: а) KOH и Ba(NO3)2; б) NiSO4 и (NH4)2S; в) Pb(NO3)2 и KCl; г) CuCl2 и Na2S? Представить возможные реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
№ 8.4. Смешивают попарно растворы: а) KOH и Mg (NO3)2; б) Li2СO3 и HCI; в) Fe(NO3)3 и KOH; г) NH4CI и NaOH. В каких случаях реакции практически пойдут до конца? Представить их в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
№ 8.5. Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) BaCO3 и HNO3; б) Fe2(SO4)3 и KOH;
|
|
|
в) HCl и K2S; г) CH3COOK и HCl.
№ 8.6. Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Mg(OH)2 и CH3COOH; б) NH4NO3 и KOH; в) Ca(NO3)2 и K2CrO4; г) AlCl3 и Ba(OH)2.
№ 8.7. Смешивают попарно растворы: а) K2SO3 и HCl; б) Na2SO4 и KCl;
в) CH3COONa и HNO3; г) Al2(SO4)3 и избыток KOH. В каких из приведенных случаев реакции практически пойдут до конца? Составить для этих уравнений молекулярные и ионно-молекулярные реакций.
№ 8.8. Какие из веществ будут взаимодействовать с гидроксидом калия:
а) Ba(OH)2; б) Sn(OH)2; в) NiSO4; г) H3PO4? Выразить эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.
№ 8.9. Составить по два молекулярных уравнения, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) OH‾ + HS‾ = H2O + S2−; б) CO32− + 2H+ = H2O + CO2;
в) OH‾ + NH4+ = NH4OH.
№ 8.10. Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Na2SO3 и H2SO4; б) CH3COOH и KOH;
в) Na2HPO4 и NaOH; г) Be(OH)2 и KOH.
№ 8.11. Смешивают попарно растворы: а) Cu(NO3)2 и Na2SO4; б) BaCl2 и K2SO4; в) NaHCO3 и NaOH; г) Cd(OH)2 и HCl. В каких из приведенных случаев реакции практически пойдут до конца? Составить для этих реакций молекулярные и ионно-молекулярные уравнения.
№ 8.12. Составить молекулярные и ионно- молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) K2S и HCI; б) KHCO3 и H2SO4;
|
|
|
в) MgSO4 и BaCI 2; г) Ba(OH)2 и H2SO4.
№ 8.13. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, соответствующие следующим превращениям:
а) CO32− → CaCO3 → Ca2+- → CaSO4 ; б) S2− → FeS → Fe2+.
№ 8.14. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Hg(NO3)2 и Na2S; б) Li2SO3 и HCI;
в) Ca(HCO3)2 и Ca(OH)2.
№ 8.15. Составить по два молекулярных уравнения, которые соответствуют следующим сокращенным ионно-молекулярным уравнениям:
а) CH3COO− + H+- = CH3COOH; б) Ba2+ + CrO42− = BaCrO4; в) Ag+ + I− = AgI.
№ 8.16.Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, протекающих в растворах между: а) диоксидом углерода и гидроксидом бария; б) силикатом натрия и хлороводородной кислотой; в) сульфидом железа (II) и серной кислотой; г) иодидом калия и нитратом свинца.
№ 8.17. Закончить молекулярные и составить ионно-молекулярные уравнения следующих реакций:
а) Fe2(SO4)3 + K3PO4 =; б) Ba(NO3)2 + Na2CO3 =; в) Cu(NO3)2 + K2S =.
№ 8.18. Закончить молекулярные и составить ионно-молекулярные уравнения следующих реакций:
а) Pb(NO3)2 + H2SO4 =; б) CaCI2 + AgNO3 =;
в) SnCl2 + NaOH =; г) KOH + HNO3 =.
№ 8.19. Исходя из сокращенной ионно-молекулярной формы уравнения, составить по два молекулярных уравнения:
а) CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2; б) Ba2+ + SO42− = BaSO4;
в) Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
№ 8.20. Написать молекулярные и ионно-молеулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Hg(NO3)2 и NaI; б) MgCO3 и HCI;
в) CuSO4 и H2S.
Лабораторная работа 9
Гидролиз солей
Цель работы: изучить понятие «гидролиз», рассмотреть типы гидролиза солей, научиться составлять молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей.
Задание: определить рН среды в растворах различных солей, выявить влияние концентрации растворов и температуры на смещение равновесия гидролиза. Выполнить требования к результатам опытов, оформить отчет, решить задачу.
Теоретическое введение
Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита и изменению рН среды.
Гидролизу подвергаются соли, в состав которых входят катионы слабых оснований, или анионы слабых кислоты, или те и другие одновременно. Эти ионы связываются с ионами H+ или OH‾ из воды с образованием слабого электролита, в результате чего нарушается равновесие электролитической диссоциации воды H2O ↔ H+ + OH‾. В растворе накапливаются ионы H+ или ОН‾, сообщая ему кислую или щелочную реакцию. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (NaCl, NaNO3, K2SO4, BaCl2, LiNO3), гидролизу не подвергаются. В этом случае ни катион, ни анион соли не будут связывать ионы воды в малодиссоциированные продукты, поэтому равновесие диссоциации воды не нарушается. Реакция среды в растворах таких солей нейтральная, pH~7
Можно выделить три типа гидролиза:
1. Г и д р о л и з п о а н и о н у происходит в растворах солей, состоящих из анионов слабых кислот и катионов сильных оснований (CH3COOK, KNО2, Na2CO3, Cs3PO4). В этом случае анион слабой кислотысвязывается с иоными Н+ из воды с образованием слабого электролита.
В качестве примера рассмотрим гидролиз нитрита калия KNО2. Эта соль образована сильным основанием KOH и слабой кислотой HNО2. При растворении в воде KNО2 полностью диссоциирует на ионы K+ и NО2‾. Катионы K+ не могут связывать ионы ОH‾ воды, так как KOH – сильный электролит. Анионы же NО2‾ связывают ионы H+ воды, в результате чего в растворе появляются молекулы слабой кислоты HNО2 и гидроксид-ионы OH‾.
Порядок составление уравнений гидролиза следующий:
а). Записывают уравнение диссоциации соли и подчеркивают ион, который может образовать с ионами воды (Н+ или ОН−) слабый электролит:
KNO2 = K+ + NO2−
б). Составляют краткое ионное уравнение и указывают рН среды:
NO2− + НОН ↔ HNO2 + OH− pH > 7
в). Составляют полное ионное уравнение реакции. Для этого прибавляют к левой и правой частям краткого ионного уравнения ионы, не претерпевающие в результате гидролиза никаких изменений. В рассматриваемом примере – это катионы калия:
K+ + NО2‾ + H2O ↔ HNО2 + K+ + OH‾
г). Составляют молекулярное уравнение гидролиза. Для этого ионы из полного ионного уравнения соединяют в молекулы:
KNО2 + H2O ↔ HNО2 + KOH
Продукты гидролиза – слабая кислота HNО2 и гидроксид калия КОН.
Соли, образованные сильным основанием и слабой многоосновной кислотой, гидролизуются ступенчато. Гидролиз протекает в значительно большей мере по первой ступени. Это приводит к образованию кислых солей:
Na2S = 2Na+ + S2−
S2− + НOН ↔ HS‾ + OH‾ pH > 7
2Na+ + S2- + H2O ↔ Na+ + HS‾ + Na+ + OH‾
Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH
Продуктами гидролиза является кислая соль NaHS и гидроксид натрия NaOH.
2. Г и д р о л и з п о к а т и о н у происходит в растворах солей, состоящих из катионов слабых оснований и анионов сильных кислот (NH4Cl, CuSO4, FeCl3, AlCl3, Pb(NO3)2, ZnSO4). В этом случае катион слабого основаниясвязывается с ионами ОН− из воды с образованием слабого электролита. Так, гидролиз суьфата цинка может быть представлен уравнениями:
ZnSO4 = Zn2+ + SO42−
Zn2+ + HOН ↔ ZnOH+ + H+ рН < 7
2Zn2+ + 2SO42− + 2H2O ↔ 2ZnOH+ + SO42− + 2H+ + SO42−
2ZnSO4 + 2H2O ↔ (ZnOH)2SO4 + H2SO4
Продуктами гидролиза являются основная соль (ZnOH)2SO4 и серная кислота H2SO4.
3. Г и д р о л и з п о а н и о н у и к а т и о н у одновременно происходит в растворах солей, образованных слабыми основаниями и слабыми кислотами (NH4NO2, Al2S3, Fe(CH3COO)3, NH4CH3COO, NH4CN). В этом случае с водой взаимодействует как катион слабого основания, так и анион слабой кислоты, например:
NH4CH3COO = NH4+ + CH3COO‾
NH4+ + HOН ↔ NH4OH + H+
CH3COO‾ + HOН ↔ CH3COOH + ОН−
NH4+ + CH3COO‾ + H2O ↔ NH4OH + CH3COOH
NH4CH3COO + H2O ↔ NH4OH + CH3COOH
Гидролиз идет по катиону и аниону, среда близка к нейтральной, pH ~ 7.
Как правило, гидролиз – обратимый процесс. В первых двух случаях равновесие сильно смещено влево – в сторону малодиссоциированных молекул воды, в третьем – вправо, в сторону образования продуктов гидролиза – двух слабых электролитов.
Практически необратимо гидролизуются только те соли, продукты гидролиза которых уходят из раствора в виде нерастворимых или газообразных соединений. Необратимо гидролизующиеся соли невозможно получить в результате реакции обмена в водных растворах. Например, вместо ожидаемого Cr2S3 при смешивании растворов CrCl3 и Na2S образуется осадок Cr(OH)3 и выделяется газообразный H2S:
2CrCl3 + 3Na2S + 6H2O = 6NaCl + 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
На равновесие гидролиза влияют температура и концентрация. Смещение равновесия гидролиза происходит в соответствии с принципом Ле Шателье. Гидролиз – это реакция, обратная нейтрализации, а нейтрализация – экзотермический процесс, следовательно, гидролиз – эндотермический. Поэтому увеличение температуры усиливает гидролиз (т.е. смещает равновесие вправо). При постоянной температуре равновесие гидролиза можно сместить вправо (усилить гидролиз), разбавляя раствор водой и удаляя продукты гидролиза. Гидролиз подавляется (равновесие смещается влево), если увеличить концентрацию продуктов гидролиза.
Выполнение работы
Опыт 1. Реакция среды в растворах различных солей
На полоски универсальной индикаторной бумаги нанести по капле раствора хлорида натрия NaCl, сульфата меди CuSO4, нитрата свинца Pb(NO3)2, карбоната натрия Na2CO3, ацетата калия CH3COOK и ацетата аммония CH3COONH4. По изменению окраски индикаторной бумаги сделать вывод о реакции среды в растворе каждой соли.
Требования к результатам опыта:
1. Составить сокращенные, полные ионные и молекулярные уравнения реакций гидролиза солей, указать рН среды. В случае ступенчатого гидролиза написать уравнения реакций только для первой ступени.
2. Сделать вывод, какие типы солей подвергаются гидролизу.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 9917; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!