7


  • Учителю
  • Теоретические основы и примеры экзаменационных заданий ЕГЭ по химии в теме Гидролиз неорганических соединений

Теоретические основы и примеры экзаменационных заданий ЕГЭ по химии в теме Гидролиз неорганических соединений

Автор публикации:
Дата публикации:
Краткое описание:
предварительный просмотр материала

Гидролиз неорганических веществ

Ионообменной реакции с водой - гидролизу, подвергаются многие неорганические и органические вещества. Это приходится учитывать при хранении растворов, например, лекарств, или сухих веществ во влажной атмосфере.

В случае взаимодействия аниона растворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по аниону:

1) KNO2  K+ + NO2 (диссоциация)

2) NO2 + HOH  HNO2 + OH (гидролиз)

Диссоциация соли KNO2 протекает полностью, а диссоциация азотистой кислоты HNO2 ничтожна, поэтому раствор стал щелочным (среди продуктов присутствует ион OH).

Гидролизу подвергаются анионы только слабых кислот (в данном примере − нитрит-ион NO2 , отвечающий слабой азотистой кислоте HNO2). Анион слабой кислоты обладает способностью захватывать катион водорода у молекулы воды, образуя молекулу соответствующей кислоты или кислый анион и оставляя в растворе гидроксид-ион OH.

Степень протекания гидролиза увеличивается в ряду анионов:

F, NO2, CH3COO, SO32−, ClO, CN, CO32−, PO43−, S2−, SiO32−

Примеры реакций гидролиза анионов:

а) СO32− + HOH  HСO3 + OH

б) PO43− + HOH  HPO42− + OH

в) S2− + HOH  HS + OH

Ионы CO32−, PO43− и S2− подвергаются гидролизу в большей степени, чем NO2. Причина этого состоит в том, что сила соответствующих кислот в указанном ряду (азотистая − угольная по второй ступени − ортофосфорная по третьей ступени − сероводородная по второй ступени) убывает. Поэтому растворы солей Na2CO3, K3PO4 и BaS будут сильнощелочными (рН > 7).



Соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, подвергаются гидролизу по аниону и создают в растворе щелочную среду.



Гидролиз солей по катиону

В случае взаимодействия катиона растворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по катиону:

1) Ni(NO3)2  Ni2+ + 2NO3 (диссоциация)

2) Ni2+ + HOH  NiOH+ + H+ (гидролиз)

Диссоциация соли Ni(NO3)2 протекает полностью, а гидролиз катиона NiОН+ в очень малой степени, поэтому среда стала кислотной (среди продуктов присутствует ион H+).

Гидролизу подвергаются катионы только малорастворимых основных и амфотерных гидроксидов и катион аммония NH4+. Катион металла, захватывая у молекулы воды гидроксил, освобождает катион водорода H+ (катион оксония H3O+).

В результате раствор становится кислотным (избыток катионов оксония H3O+, рН < 7).

Катион аммония в результате гидролиза образует слабое основание − гидрат аммиака и катион водорода (катион оксония):

NH4+ + H2O  NH3•H2O + H+

Степень гидролиза катионов увеличивается в ряду

Ni2+, La3+, Mn2+, NH4+, Co2+, Zn2+, Cd2+, Cu2+, Fe2+, Pb2+, Al3+, Sc3+, Cr3+, Fe3+

Другие примеры:

а) Zn2+ + H2O  ZnOH+ + H+ (α = 0,05%)

б) Cr3+ + H2O  CrOH2+ + H+ (α = 3,3%)

в) Fe3+ + H2O  FeOH2+ + H+ (α = 22,8%)



Соли, образованные катионом малорастворимого основного или амфотерного гидроксида и анионом сильной кислоты, подвергаются гидролизу по катиону и образуют в растворе кислотную среду.

Гидролиз по катиону и аниону



Соли, образованные катионами малорастворимых основных или амфотерных гидроксидов и анионами слабых кислот подвергаются полному гидролизу.



Например, некоторые фториды и ацетаты этих металлов хорошо растворимы в воде; они гидролизуются по катиону и аниону (в разной степени). Среда раствора определяется тем ионом соли, у которого степень гидролиза выше (в большинстве случаев выше степень гидролиза катионов и среда раствора слабокислотная).

Например, гидролиз фторида меди(+2) протекает по схеме:

CuF2  Cu2+ + 2F

Cu2+ + HOН  CuOH+ + H+ (α = 0,068%)

F + HOН  HF + OH (α = 0,0012%)

Преобладает кислотная среда, так как степень гидролиза по катиону выше.

То же наблюдается в растворах солей аммония − фторида аммония NH4F (среда кислотная), ацетата аммония NH4CH3COO (среда практически нейтральная из-за одинаковой степени гидролиза по катиону и по аниону) и цианида аммония NH4CN (среда щелочная).

Многие соединения, синтезируемые «сухим» способом − например карбонат железа(II), сульфид алюминия − при попытке получения обменной реакцией в водном растворе подвергаются полному необратимому гидролизу с образованием основных солей или гидроксидов, а также соответствующих кислот или кислотных оксидов:

а) 2Fe2+ + 2CO32− + HOН  Fe2CO3(OH)2↓ + CO2

б) 2Al3+ + 3S2− + 6HOН  2Al(OH)3↓ + 3H2S↑



Гидролиз бинарных соединений



Многие вещества, относящиеся к классу бинарных соединений и не являющиеся солями, не могут существовать в водном растворе, поскольку подвергаются полному необратимому гидролизу:

Mg3N2 + 8HOН  3Mg(OH)2 + 2NH3 • H2O

CaC2 + 2HOН  Ca(OH)2 + C2H2

Поскольку гидролиз бинарных соединений протекает необратимо, следует оберегать их от контакта с водой и влажным воздухом.



Гидролиз в заданиях ЕГЭ по химии

  • Фенолфталеин можно использовать для обнаружения в водном растворе соли

  1. ацетата алюминия

    2) нитрата калия

    3) сульфата алюминия

    4) карбоната натрия

Фенолфталеин - индикатор на щелочную среду, в которой он принимает малиновую окраску. В растворе соли щелочная среда может возникнуть при гидролизе по аниону. Анализируем:

1) ацетат алюминия, полный гидролиз, среда слабокислая;

2) нитрат калия, кислота и основание сильные, гидролиз не идет, среда нейтральная;

3) сульфат алюминия, сильная кислота и слабое основание, гидролиз по катиону, среда кислая;

4) карбонат натрия ― соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием: гидролиз по аниону, среда щелочная:

Na2СO3+ HOH  HСO3- + OH - + 2Na+

Ответ: 4

  • Среда раствора силиката калия

    1) щелочная 2) кислая 3) нейтральная 4) слабокислая



  • Установите соответствие между формулой соли и ионным уравнением гидролиза этой соли:

Ответ: 1В, 2Г, 3А, 4Б



  • Как скажется на состоянии химического равновесия в системе?

Fe2+ + H2O  FeOH+ + H+ - Q

1) добавление H2SO4

2) добавление KOH

3) нагревание раствора

При ответе на этот вопрос надо учитывать, что добавляемые вещества - электролиты. Поставляемые ими ионы могут, как непосредственно влиять на равновесие, так и взаимодействовать с одним из ионов, участвующих в обратимой реакции.

добавление H2SO4:

H2SO4  2H+ + SO42-

повышение концентрации ионов водорода приводит, по принципу Ле Шателье, к смещению равновесия в системе влево (обратная реакция)

добавление KOH:

KOH K+ + OH- ;

H+ + OH- H2O

гидроксид-ионы связывают ионы водорода в малодиссоциирующее вещество, воду. Снижение концентрации ионов водорода приводит, по принципу Ле Шателье, к смещению равновесия в системе вправо (прямая реакция)

нагревание раствора

По принципу Ле Шателье, повышение температуры приводит к смещению равновесия в сторону протекания эндотермической реакции, т.е. - вправо (прямая реакция)

  • Между собой водные растворы сульфата и фосфата натрия можно различить с помощью

  1. гидроксида натрия

    2) серной кислоты

    3) фенолфталеина (так как Na3PO4 это соль сильного основания и средне-слабой кислоты, гидролизуется по аниону)

    4) фосфорной кислоты

  • Установите соответствие между названиями солей и средой их растворов.

НАЗВАНИЕ СОЛИ

1) нитрит калия

2) сульфат железа

3) карбонат калия

4) хлорид алюминия

СРЕДА РАСТВОРА

А) кислая

Б) нейтральная

В) щелочная

Ответы: 1Б, 2А, 3В, 4А



  • Установите соответствие между формулой соли и способностью этой соли к гидролизу.

ФОРМУЛА СОЛИ

1) Zn(CH3COO)2

2) NaBr

3) Li2S

4) (NH4)2SO4

СПОСОБНОСТЬ К ГИДРОЛИЗУ

А) гидролиз по катиону

Б) гидролиз по аниону

В) гидролиз по катиону и аниону

Г) гидролизу не подвергается

Ответы: 1В, 2Г, 3Б, 4А





 
 
X

Чтобы скачать данный файл, порекомендуйте его своим друзьям в любой соц. сети.

После этого кнопка ЗАГРУЗКИ станет активной!

Кнопки рекомендации:

загрузить материал