|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Опыт 1. Сравнение химической активности кислот
В одну пробирку налить 1–2 мл раствора уксусной кислоты (CH3COOH), в другую – столько же раствора соляной кислоты (HCl). Взять два приблизительно одинаковых по величине кусочка мрамора и бросить по одному в каждую пробирку. Наблюдать выделение газа и отметить, в какой пробирке процесс идет более энергично. Требования к результатам опыта 1. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия мрамора (СаСО3) с уксусной и соляной кислотой. 2. Сделать вывод, от концентрации каких ионов зависит скорость выделения газа. В растворе какой кислоты концентрация этих ионов больше? 3. Учитывая, что для опыта взяты растворы соляной и уксусной кислот одинаковой концентрации, сделать вывод об относительной силе исследованных кислот. 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: Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O; H3PO4 + 3OH− = PO43− + 3H2O; 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: Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O; H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O; KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O. При выполнении подобных заданий следует пользоваться табл. Б.3. 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. Как основание: Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H2O Pb(OH)2 + 2H+ = Pb2+ + 2H2O. Как кислота: Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pb(OH)4] Pb(OH)2 + 2OH‾ = [Pb(OH)4]2− . Схема диссоциации Pb(OH)2: 2H+ + [Pb(OH)4]2− Задачи и упражнения для самостоятельного решения 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 HCl; в) Fe(NO3)3 и KOH; г) NH4Cl 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 HCl; б) KHCO3 и H2SO4; в) MgSO4 и BaCl2; 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 HCl; 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) CaCl2 + 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 Nal; б) MgCO3 и HCl; 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 кислоты связывается 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 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 г) составляют молекулярное уравнение гидролиза. Для этого ионы из полного ионного уравнения соединяют в молекулы: KNО2 + H2O 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, что приводит к образованию кислых солей: Na2S = 2Na+ + S2− S2− + НOН 2Na+ + S2- + H2O Na2S + H2O 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 основания связывается с ионами ОН− из воды с образованием слабого электролита. Так, гидролиз суьфата цинка может быть представлен уравнениями: ZnSO4 = Zn2+ + SO42− Zn2+ + HOН 2Zn2+ + 2SO42− + 2H2O 2ZnSO4 + 2H2O 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 CH3COO‾ + HOН NH4+ + CH3COO‾ + H2O NH4CH3COO + H2O Продуктами гидролиза являются слабая кислота CH3COOH и слабое основание NH4OH. Среда после гидролиза 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. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-09; Просмотров: 1705; Нарушение авторского права страницы
Pb(OH)2 + 2H2O