Составить ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза карбоната калия. Вычислить константу, степень и рН гидролиза соли в 0,01 М растворе.

Дано: 0,01M	Решение   K2CO3 диссоциирует в растворе:   K2CO3 → 2К+ + СО32- K2CO3 KOH + H2CO3 cильн. cлаб.
Kг – ? pH- ? h – ?

Сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза

		OH- K+
	HCO3- K+

СО₃^2- + НОН <=> – + , рН > 7, среда щелочная.

Молекулярное уравнение гидролиза:

K₂CO₃ + H₂O = KHCO₃ + KOH

K_г = ,

(таблица)

K_г = .

; = 0,14;

pH + рОН = 14.

Так как среда щелочная, определяем ;

pОН= –1/2∙lgK_г – 1/2 ∙ lg =
= (–1/2lg0,21) + (–1/2lg10^-3) +

+ (–1/2lg10^-2) = 0,34 + 1,5 + 1 = 2,84.

рН = 14 – рОН; рН = 14 – 2,84 = 11,16.

Ответ:

2. Рассчитать при температуре 300 К константу, степень и рН гидролиза NH₄NO₃ в 1 М растворе, используя значения термодинамических характеристик реакции гидролиза соли. Написать ионно-молекулярное и молекулярное уравнение гидролиза этой соли.

∆_гН^о(298 К) = 51,135 кДж;

∆_гS^o(298 K) = -4,67 Дж/К.

Дано: ∆гНо(298 К) = 51,135 кДж ∆гSo(298 K) = –4,67 Дж/К T = 300 K	Решение   NH4 NO3 – диссоциирует в растворе:   NH4 NO3 → NH4+ + NO3-.   NH4NO3 NH4OH + HNO3 слаб. сильн.   Сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза
Kг – ? h – ? pH – ?

Н+ NO3-

NH₄⁺ + HOH<=>NH₄OH + , , pH < 7, среда кислая.

Молекулярное уравнение гидролиза

NH₄ NO₃ + H₂O <=> NH₄OH + HNO₃.

;

.

Так как среда кислая, то определяем рН:

;

рН = –1/2 ∙ (–9,15) – 1/2 ∙ lg1 = 4,57;

=7,08·10^–10/1 22,66·10^–5.

Ответ: .

3. Какая из двух солей, ZnCl₂ или СuCl₂, при равных концентрациях в большей степени подвергается гидролизу? Ответ мотивировать расчетом отношения степеней гидролиза обеих солей. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

Дано:	Решение   1. ZnCl2 диссоциирует в растворе:   ZnCl2 → Zn2+ + 2Cl-

ZnCl₂

Zn(OH)₂ + HCl

слаб. сильн.

Сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза

	ZnOH+ Cl-		H+ Cl-

Zn²⁺ + HOH < = > + , рН < 7 – среда кислая.

Молекулярное уравнение гидролиза

ZnCl₂ + H₂O < = > ZnOHCl + HCl.

2. СuCl₂ диссоциирует в растворе:

CuCl₂ → Cu²⁺ + 2Cl^-

CuCl₂

Cu(OH)₂ + HCl

слаб. сильн.

Сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза

	CuOH+ Cl-		H+ Cl-

Cu²⁺ + HOH < = > + , рН < 7 – среда кислая.

Молекулярное уравнение гидролиза:

CuCl₂ + H₂O < = > CuOHCl + HCl.

;

.

;

.

= =

= = 10,85.

Ответ: степень гидролиза CuCl₂ в 10,85 раз больше степени гидролиза ZnCl₂.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ

РЕАКЦИИ

УРОВЕНЬ А

1. Расположить перечисленные вещества в порядке уменьшения степени окисления хрома:

Cr₂O₃ – CrCl₂ – K₂Cr₂O₇.

Ответ: алгебраическая сумма степеней окисления отдельных атомов, образующих молекулу, с учетом стехиометрических индексов равна нулю.

Cr ^Х Сl Сr O

Х + (–1) ∙ 2 = 0 Х ∙ 2 + (–2) ∙ 3 = 0

Х = +2 Х = +3

K Cr O

(+1) ∙ 2 + Х ∙ 2 + (–2) · 7 = 0

Х = +6

K₂Cr O₇ – Cr O₃ – Cr⁺²Cl₂.

2. Составить уравнения для следующих процессов и назвать их:

а) Ni⁰ → Ni⁺²

б) 2I^- → I₂

в) Cu⁺² → Cu⁰

Ответ:

а) Ni⁰ – 2е = Ni⁺² – процесс окисления;

б) 2I – 2е = I₂⁰ – процесс окисления;

в) Cu⁺² + 2е = Cu⁰ – процесс восстановления.

3. Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют PbO₂ ; H₂S; KMnO₄ ?

Ответ: окислители – атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, а восстановители – отдающие электроны. Поэтому чем выше степень степень окисления иона, тем сильнее он проявляет окислительные свойства, а чем ниже степень окисления иона – тем сильнее его восстановительные свойства.

Pb⁺⁴O₂ – окислитель H₂S^-2 – восстановитель

KMn⁺⁷ O₄ – окислитель

УРОВЕНЬ В

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель:

а) Pb + HNO_{3 конц} →

б) S + HNO_{3 конц} →

в) P + H₂SO_{4 конц} →

г) Mg + H₂SO_{4 конц} →

а) Металл + НNО_3(конц) → соль + оксид азота + Н₂О.

Формула оксида азота зависит от активности металла: N₂O выделится, если в реакцию вступает активный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов в интервале Li...Al);

NО выделится, если в реакцию вступает металл средней активности (Mn–Рb);

NO₂ выделится, если в реакцию вступает малоактивный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода).

Дано: а) Pb + HNO3 конц → S + HNO3 конц → б) P + H2SO4 конц → Mg + H2SO4 конц →	Решение а) Pb0 + HN+5O3 конц = восст. окисл. = Pb+2(NO3)2 + N+2O + H2O НОК ДМ восстановитель Pb0 – 2ē = Pb+2 3 окислитель N+5 + 3ē = N+2 2 3Pb0 + 2N+5 = 3Pb+2 + 2N+2
Уравнять реакции и указать окислитель и восстановитель

Переносим полученные коэффициенты в молекулярное урав-нение:

3Pb⁰ + 2HN⁺⁵O_3(конц) = 3Pb⁺²(N⁺⁵O₃)₂ + N⁺²O + H₂O.

Поскольку азотная кислота расходуется не только на получение 2 моль NO, но и на получение 3 моль Pb(NO₃)₂, в которых содержится 6NO со степенью окисления N⁺⁵, то для протекания этого процесса необходимо дополнительно 6 моль HNO₃:

6HNO_{3 (конц)} + 3Pb⁰ + 2HNO_3(конц) = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Суммируем число моль HNO₃ и уравниваем количество водорода и кислорода (4Н₂О):

3Рb + 8HNO_3(конц) = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4Н₂О.

б) Неметалл + HNO_3(конц) → кислота, в которой неметалл проявляет высшую степень окисления + NO₂ + (Н₂О):

B → H₃B⁺³O₃; P → H₃P⁺⁵O₄; S → H₂S⁺⁶O₄; Se → H₂Se⁺⁶O₄;

Si → H₂Si⁺⁴O₃; C → H₂C⁺⁴O₃; As → H₃As⁺⁵O₄.

Решение

S^o + HN⁺⁵O_3(конц) = Н₂S⁺⁶O₄ + N⁺⁴O₂ + H₂O

восст. окисл.

НОК ДМ

восст-ль Sº – 6ē = S⁺⁶ 1

окисл-ль N⁺⁵ + ē = N⁺⁴ 6

Sº + 6N⁺⁵ = S⁺⁶ + 6N⁺⁴

S + 6HNO_3(конц) = Н₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.

в) Неметалл + H₂SO_4(конц) → кислота, в которой неметалл проявляет высшую степень окисления + SO₂ +(Н₂O); см. пример б).

Решение

P⁰ + H₂S⁺⁶O_4(конц) = Н₃Р⁺⁵О₄ + S⁺⁴O₂ + H₂O

восст. окисл.

НОК ДМ

восст-ль P⁰ – 5ē = P⁺⁵ 2

окисл-ль S⁺⁶ + 2ē = S⁺⁴ 5

2Р⁰ + 5S⁺⁶ = 2P⁺⁵ + 5S⁺⁴

2P + 5H₂SO_4(конц) = 2Н₃РО₄ + 5SO₂ + 2H₂O.

г) Металл + H₂SO_4(конц) → соль + (H₂S, S, SO₂)
(в зависимости от активности металла) + Н₂О.

H₂S выделится, если в реакцию вступает активный металл
(Li–Al),

S выделится, если в реакцию вступает металл средней активности (Mn–Рb),

SO₂выделится, если в реакцию вступает малоактивный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода).

Решение

Mg⁰ + H₂S⁺⁶O_4(конц) = Mg⁺²SO₄ + H₂S^-2 + H₂O.

восст. oкисл_.

НОК ДМ

восст-ль Mg⁰ – 2ē = Mg⁺² 4

окисл-ль S⁺⁶ + 8ē = S^-2 1

4Mg⁰ + S⁺⁶ = 4Mg⁺² + S^-2

Аналогично примеру (а) уравниваем реакцию:

4H₂SO_4(конц) + 4Mg + H₂SO_4(конц) = 4MgSО₄ + H₂S + 4H₂O

4Mg + 5H₂SO_4(конц) = 4MgSО₄ + H₂S + 4H₂O.

УРОВЕНЬ С