Примеры решения задач

1. Вычислить степень гидролиза цианида калия при концентрации 0,1 и 0,001 г-экв/л, если константа диссоциации HCN = 7,2 * 10−10.

Решение.

1) Запишем уравнение диссоциации HCN:

гидролиз ион диссоциация соль.

HCN H⁺ + CN^-

KHCN =.

• 2) Запишем уравнение гидролиза KCN в 3-х формулах:
  • а) молекулярной

KCN + H₂O HCN + KOH;

б) ионно-молекулярной.

K⁺ + CN^- + H₂O HCN + K⁺ + OH^- ;

в) в краткой ионно-молекулярной форме.

CN^- + H₂O HCN + OH^- .

Подставляем данные значения в формулу определения степени гидролиза:

h = = = 0.0118,.

% = 0.118 100 = 1.18%; h = 1,18 .

Для с= 0,001 имеем h == = 0.118.

h = 0.118 100 = 11,8%.

2. Вычислить К гидролиза, h и pH 0,1 моль/л раствора CH3COONa.

Решение:

Запишем уравнение гидролиза CH₃COONCI в 3-х формулах:

а) молекулярной.

CH₃COONa + H₂O CH₃COOH + NaOH;

б) ионно-молекулярной.

CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O CH₃COOH + Na⁺ + OH^- ;

в) краткой ионно-молекулярной.

CH₃COO^- + H₂O CH₃COOH + OH^- .

Kг = ,.

KCH₃COOH = 1,74 10^-5 ,.

KH₂O = 10^-14 ,.

Kг = = 5,7 10^-10 ;

степень гидролиза h определяем по формуле.

h = = = 7,410^-5 или h = 0,0076%.

[OH^-]^- = c h.

[OH^-] = 10^-1 7,6 10^-6 моль;

ионное произведение воды.

[H⁺] [OH^-] = KH₂O ,.

отсюда [H+] =; pH = - Ig [H⁺],.

отсюда pH = - Ig? 6,88 .

3. Вычислить, чему равна константа гидролиза, h и pH 0,1 моль/л раствора фосфата натрия Na3PO4.

Решение:

Запишем уравнение гидролиза по 3-м ступеням в 3-х формах:

I ступень:

а) молекулярная.

Na₃PO₄ + H₂O Na₂HPO₄ + NaOH;

• б) ионно-молекулярная
• 3Na⁺ + PO₄^3- + H₂O 2Na⁺ + (HPO₄)^2- + Na⁺ + OH^- ;
• в) краткая ионно-молекулярная

PO₄^3- + H₂O HPO₄^2- + OH^- .

II ступень:

а) молекулярная.

Na₂HPO₄ + H₂O NaH₂PO₄ + NaOH;

• б) ионно-молекулярная
• 2 Na⁺ + HPO₄^2- + H₂O Na⁺ + H₂PO₄ + Na⁺ + OH^- ;
• в) краткая ионно-молекулярная

HPO₄^2- + H₂O H₂PO₄^- + OH^- .

III ступень:

а) молекулярная.

NaH₂PO₄ + H₂O H₃PO₄ + Na⁺ + OH^- ;

б) ионно-молекулярная.

Na⁺ + H₂PO₄^- + H₂O H₃PO₄ + NaOH;

в) краткая ионно-молекулярная.

H₂PO₄ + H₂O H₃PO₄ + OH^- .

Хотя ионы HPO₄^2- и H₂PO₄^- способны гидролизоваться, однако степени гидролиза ионов HPO₄^2- и H₂PO₄^- малы.

Второй и третьей стадией гидролиза можно пренебречь.

Тогда К гидролиза, h и pH раствора определяем для уравнения.

PO₄^3- + H₂O HPO₄ + OH^-

Из табл. 2 имеем:

KH₃PO₄ = 7,6 10^-3,.

KH₂PO₄^- = 6,2 10^-8,.

KHPO₄^2- = 44 10^-13,.

Кг = = = = 0,023.

Для определения h воспользуемся формулой.

h = = = 0.377, или в процентах 37,7%.

Отсюда.

[OH^-] = ch = 0,1 0,377 = 3,77 10^-2,.

pOH? 1,42 ,.

pH = 10 — 1,42 = 12,6 .

• 4. Как будет изменяться pH при растворении в воде солей CuCI2, Na2SO3, K2SO4 ?
• 1) Гидролиз соли CuCI₂ проходит ступенчато (в основном по I ступени) по катиону Cu²⁺.

Первая ступень гидролиза в 3-х формах:

а) молекулярная.

CuCI₂ + H₂O Cu (OH)CI + HCI;

б) ионно-молекулярная.

Cu²⁺ + 2CI^- + H₂O (CuOH)⁺ + CI^- + H⁺ + CI^- ;

в) краткая ионно-молекулярная.

Cu2+ + H2O (CuOH)+v + H+ .

• 2. Вторая ступень гидролиза практически не протекает:
  • а) молекулярная

Cu (OH)CI + H₂O (CuOH)₂v + HCI;

• б) ионно-молекулярная
• (CuOH)⁺ + CI^- + H₂O (CuOH)₂v + H⁺ + CI^- ;
• в) краткая ионно-молекулярная
• (CuOH)⁺ + H₂O (CuOH)₂v + H⁺ .
• 2) Гидролиз соли Na₂SO₃ гидролиз протекает по аниону.

I ступень гидролиза:

а) молекулярная.

Na₂SO₃ + H₂O NaHSO₃ + NaOH;

• б) ионно-молекулярная
• 2Na⁺ + SO₃^2- + H₂O Na⁺ + HSO₃^- + Na⁺ + OH^- ;
• в) краткая ионно-молекулярная

SO₃^2- + H₂O HSO₃^- + OH^- .

II ступень гидролиза:

а) молекулярная.

NaHSO₃ + H₂O H₂SO₃ + NaOH ;

б) ионно-молекулярная.

Na⁺ + HSO₃^-+ H₂O H₂SO₃ + Na⁺ + OH^- ;

в) краткая ионно-молекулярная.

HSO₃^-+ H₂O H₂SO₃ + OH^- .

3) Соль K₂SO₄ образована сильным основанием (КОН) и сильной кислотой (Na₂SO₄).

Гидролизу не подвергается, pH = 7.

5. Закончить уравнение реакции с учётом возможности необратимого гидролиза образуемых солей.

AI₂(SO₄)₃ + Na₂S + H₂O ?

Гидролиз в данном случае идёт до конца, так как образуются осадок AI (OH)₃ и газ H₂S.

Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

AI₂(SO₄)₃ + 3Na₂S + 6H₂O 3Na₂SO₄ + 2AI (OH)₃v + 3H₂S^.

Вопросы и задачи.

• 1. Написать ионно-молекулярные уравнения реакции гидролиза с указанием pH при растворении в воде следующих солей: сульфата цинка, нитрата калия, хлорида цезия, сульфата хрома (III).
• 2. Написать в ионно-молекулярной форме уравнения гидролиза следующих солей: K₂S, K₂CO₃, Li₂S, K₃PO₄, K₂SO₃.
• 3. Написать в молекулярной форме уравнение гидролиза гидросолей и определить pH среды их водных растворов: NaHSO₃, NaHS, KHCO₃, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄.
• 4. Написать в молекулярно-ионной форме уравнение гидролиза солей и указать реакцию их водных растворов: ZnCI₂, Cu (NO₃)₂, FeSO₄, AICI₃, CrCI₃.
• 5. Написать молекулярно-ионные формы уравнений гидролиза (отдельно для катиона и аниона) и указать реакцию водных растворов солей: (NH₄)₂S, (NH₄)₂SO₃, (NH₄)₃PO₄, (NH₄)₂HPO₄.
• 6. Написать молекулярно-ионные формы уравнений гидролиза и указать реакцию водных растворов солей:
  • а) NH₄HS; б) NH₄HSO₃; в) NH₄H₂PO₄.
• 7. Написать молекулярно-ионные формы уравнений гидролиза и указать реакцию водных растворов солей:
  • а) AI (CH₃COO)₃; б) Fe (HCOO)₃; в) Cu (CH₃COO)₃.
• 8. Написать в молекулярной и молекулярно-ионной форме уравнения реакций и объяснить механизм их протекания:
  • а) Fe₂(SO₄)₃ + Na₂CO₃ + H₂O …
  • б) AICI₃ + (NH₄)₂S + H₂O …
  • в) Cr₂(SO₄)₃ + (NH₄)₂S + H₂O …
• 9. Написать в молекулярной и молекулярно-ионной форме уравнения реакций и объяснить механизм их протекания:
  • а) AICI₃ + CH₃COONa + H₂O AI (OH) (CH₃COO)₂ + …
  • б) CuSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O [Cu (OH)]₂CO₃ + …
  • в) Na₂SiO₃ + NH₄CI + H₂O …
• 10. Указать, не производя вычислений, в каком из растворов двух солей равной концентрации pH больше или меньше (см. табл. 2):
  • а) NaCIO₄ и NaCIO ;
  • б) K₂S и K₂Se ;
  • в) Na₂CO₃ и NaHCO_{3 .}
• 11. Указать, не производя вычислений, в каком из растворов двух солей равной концентрации pH больше или меньше (см. табл. 2).
• а) CH₃COONa и HCOONa ;
• б) Na₂CO₃ и NaSO₃ ;
• в) HCOONa и HCOONH_{4 .}
• 12. Охарактеризовать поведение в растворе следующих солей и указать реакцию их водных растворов: HCOOK, NH₄Br, K₂HPO₄, Cu (NO₃)₂.
• 13. Раствор NaH₂PO₄ имеет слабо кислую, а раствор Na₃PO₄ имеет сильнощёлочную реакцию. Объяснить эти факты, подтвердить уравнениями.
• 14. При сливании водных растворов Cr (NO₃)₃ и Na₂S образуется осадок Cr (OH)₃ и выделяется газ. Составить молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакций.
• 15. Какие из перечисленных солей подвергаются гидролизу:
  • а) NaHCO₃; б) NaCN; в) KNO₃.

Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза.

• 16. Вычислить константу гидролиза фторида калия, определить степень гидролиза этой соли в 0,01 М растворе и pH раствора.
• 17. Вычислить pH 0,02 раствора соды Na₂CO₃, учитывая только первую ступень гидролиза.
• 18. Сравнить степень гидролиза соли и pH среды в 0,1 М и 0,001 М растворах цинанида калия.
• 19. При 60⁰С ионное произведение воды КH₂O = 10^-12. Считая, что константа диссоциации хлориноватистой кислоты не изменяется с температурой, определить pH 0,001Н раствора KOCI при 25 и 60⁰С.
• 20. pH 0,1 М раствора натриевой соли органической одноосновной кислоты равен 10.

Вычислить К диссоциации этой кислоты.

• 21. Исходя из значений К диссоциации соответствующих кислот и оснований, указать реакцию водных растворов следующих солей: NH₄CN, NH₄F, (NH₄)₂S.
• 22. Почему раствор NaHCO₃ имеет слабощелочную среду, а NaHSO₃ слабокислую реакцию? Ответ обосновать.
• 23. Вычислить константу гидролиза карбоната натрия, степень гидролиза соли в 0,1 М растворе и pH среды.
• 24. Вычислить константу гидролиза ортофосфата калия. Каков pH в 2,4 М растворе Na₃PO₄.Определить степень гидролиза.
• 25. Вычислить константу гидролиза ортофосфата калия. Каков pH в 3 Н растворе Na₃PO₄. Какова степень гидролиза?
• 26. Вычислить константу гидролиза сульфита натрия, степень гидролиза и pH 0,6 М раствора.
• 27. Вычислите pH 0,2 М раствора NaHCOO, если KHCOOH =1,710^-4.
• 28. Оцените pH раствора, полученного растворением 0,001 г NH₄CI в 10 л воды. KNH₄OH = 1,810^-5.
• 29. В чем состоит отличие реакций гидролиза AI (CH₃COO)₃ и AI₂S₃ ?
• 30. Объясните, почему при введении в раствор FeCI₃ раствора соды в осадок выпадает не карбонат железа, а его гидроксид. Напишите уравнение процессов.
• 31. Составьте уравнение реакций, протекающих в водных растворах:
  • а) AICI₃ + H₂O
  • б) AICI₃ + (NH₄)₂S + H₂O
  • в) AICI₃ + (NH₄)₂CO₃ + H₂O
• 32. Предполагают, что гидролиз буры протекает в 2 стадии:

B₄O7^2- + 3H₂O 2H₃BO₃ + 2BO₂^-

BO₂^- + 2H₂O H₃BO₃ + OH^-

Как рассчитать pH раствора буры известной концентрации ?

• 33. Вычислите pH раствора, в 5л которого содержится 20 г NH₄CI, если KNH₄OH = 1,8 10^-5.
• 34. У какого раствора pH больше SnCI₂ или SnCI₄ (при одинаковых концентрациях)?
• 35. Отличается ли гидролиз AICI₃ от AIF₃? Ответ обосновать уравнениями.
• 36. Приведите возможные способы смещения равновесия реакций гидролиза вправо и влево.
• 37. Приготовлены растворы солей Na₂CO₃, FeCI₃ и CuSO₄. Напишите по-стадийно уравнения гидролиза. Как осуществить последнюю стадию гидролиза ?
• 38. Расположите соединения Na₂CO₃, NaHCO₃ и NaOH в порядке увеличения pH их растворов одинаковой концентрации.
• 39. Напишите сокращенным молекулярно-ионным способом уравнения реакций гидролиза следующих солей:

FeCI₃; 2) Fe₂(SO₄)₃; 3) Fe (OH)CI₂.

• 40. Напишите сокращённое молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:
• 1) NaNO₃; 2) NH₄NO₂; 3) NH₄NO₃.
• 41. Напишите сокращённое молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:
• 1) Zn (NO₃)₂; 2) Cu (NO₃)₂; 3) Ca (NO₂)₂.
• 42. Напишите сокращённое молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

Cu (CH₃COO)₂; 2) CuSO₄; 3) Cu (OH)NO₃.

Укажите реакцию среды.

43. Укажите способы смещения равновесия реакций гидролиза вправо:

CO₃^2- + H₂O HCO₃^- + OH^-

HCO₃^- + H₂O H₂CO₃ + OH^-

• 44. Приготовлены растворы солей Na₂CO₃, FeCI₃ и CuSO₄. Напишите по-стадиям уравнения реакций их гидролиза. Как осуществить последнюю стадию гидролиза.
• 45. Какие соли железа гидролизуются сильнее: FeCI₂ или FeCI₃ и почему? Ответ обосновать.
• 46. Вычислите pH 0,1 М раствора NH₄CI (KNH₄OH = 1,8 10^-5).
• 47. Раствор, содержащий в 1л 3,81 г тетрабората натрия Na₂B₄O₇ 10H₂O (бура), имеет pH = 9,18. Напишите уравнение реакции гидролиза и вычислите константу первой стадии гидролиза, предполагая, что она обусловливает щёлочную среду раствора.
• 48. Вычислите константу диссоциации BeOH⁺

BeOH⁺ = Be²⁺ + OH^-

исходя из того, что pH 2 10^-2М раствора BeCI₂ составляет 4,2.

• 49. Соли, образованные многоосновными кислотами и многокислотными основаниями, гидролизуются по ступеням. Докажите, что полная константа гидролиза равна произведению константы гидролиза всех ступеней гидролиза.
• 50. Вычислите pH 0,2 М раствора NaHCOO, если KNaHCOO = 1,7 _* 10^-4.
• 51. У какого раствора pH больше: SnCI₂ или SnCI₄ (при одинаковых концентрациях)?
• 52. Напишите сокращенное молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей (если возможно):

NaCIO₄, NH₄CIO₄, Na₂S.

• 53. При каких условиях можно ожидать (теоретически) нейтральную реакцию среды раствора соли ?
• 54. Реакция среды водного раствора MgCI₂ нейтральна. О чём это говорит?
• 55. Напишите сокращенное молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

NaCH₃COO, NH₄CH₃COO, Fe (OH)SO₄.

56. Водные растворы HCI и FeCI3 показывают кислую среду. Это объясняется протеканием следующих процессов:

HCI + H₂O = H₂O⁺ +CI^-

FeCI₃ + 2H₂O H₃O⁺ + CI^- + FeOHCI₂

Укажите признаки сходства и различия этих процессов. Назовите процессы.

• 57. Разбавленные растворы LiJ и CsF нейтральны. По мере повышения концентрации раствор LiJ начинает показывать кислую реакцию, а раствор CsF — щёлочную. Как это объяснить ?
• 58. Предскажите реакцию среды (кислая или щёлочная) водных растворов Na₃PO₄, Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄.
• 59. Напишите сокращенное молекулярно-ионное уравнение реакций гидролиза следующих солей:

Fе (NO₃)₃, Fe (OH)₂NO₃, Cu (NO₃)₂.

60. Определите pH 0,1 М раствора ортофосфата калия.

Варианты контрольных заданий.