Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии

Темы кодификатора ЕГЭ: Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, основная и щелочная.

Гидролиз – взаимодействие веществ с водой. Гидролизу подвергаются разные классы неорганических и органических веществ: соли, бинарные соединения, углеводы, жиры, белки, эфиры и другие вещества. Гидролиз солей происходит, когда ионы соли способны образовывать с Н+ и ОН— ионами воды малодиссоциированные электролиты.

AAAUAVA0

Гидролиз солей может протекать:

обратимо: только небольшая часть частиц исходного вещества гидролизуется.

 необратимо: практически все частицы исходного вещества гидролизуются.

Для оценки типа гидролиза необходимо рассмотреть соль, как продукт взаимодействия основания и кислоты. Любая соль состоит из металла и кислотного остатка. Металлы соответствует основание или амфотерный гидроксид (с той же степенью оксиления, что и в соли), а кислотному остатку — кислота. Например, карбонату натрия Na2CO3 соответствует основание — щелочь NaOH и угольная кислота H2CO3.

Механизм обратимого гидролиза будет зависеть от состава исходной соли. Можно выделить 4 основных варианта, которые мы рассмотрим на примерах:

1. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуются ПО АНИОНУ.

Примеры таких солей — CH3COONa, Na2CO3, Na2S, KCN.

Реакция гидролиза:

CH3COONa + HOH ↔ CH3COOH + NaOH

в ионной форме:

CH3COO— + Na+ + HOH ↔ CH3COOH + Na+ + OH—

сокращенное ионное уравнение:

CH3COO— + HOH ↔ CH3COOH +  OH—

Таким образом, при гидролизе таких солей в растворе образуется небольшой избыток гидроксид-ионов OH—. Водородный показатель такого раствора рН>7.

Гидролиз солей многоосновных кислот (H2CO3, H3PO4 и т.п.) протекает ступенчато, с образованием кислых солей:

CO32- + HOH ↔ HCO32- + OH—

или в молекулярной форме:

Na2CO3 + HOH ↔ NaHCO3  + NaOH

2 ступень:

HCO3— + HOH ↔ H2CO3 + OH—

или в молекулярной форме:

NaHCO3 + HOH ↔ H2CO3 + NaOH

Продукты гидролиза по первой ступени подавляют вторую ступень гидролиза, в результате вторая ступень гидролиза протекает незначительно.

2. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуются ПО КАТИОНУ. Пример такой соли: NH4Cl, FeCl3, Al2(SO4)3 Уравнение гидролиза:

NH4+ + HOH ↔ NH3·H2O + H+

или в молекулярной форме:

NH4Cl + HOH ↔ NH3·H2O + HCl

При этом катион слабого основания притягивает гидроксид-ионы из воды, а  в растворе возникает избыток ионов Н+. Водородный показатель такого раствора рН<7.

 Соли, образованные многокислотными основаниями, гидролизуются ступенчато, образуя катионы основных солей. Например:

I  ступень:

Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+

FeCl3 + HOH ↔ FeOHCl2 + HCl

II ступень:

FeOH2+ + HOH ↔ Fe(OH)2+ + H+

FeOHCl2 + HOH ↔ Fe(OH)2Cl+ HCl

III ступень:

Fe(OH)2+ + HOH ↔ Fe(OH)3 + H+

Fe(OH)2Cl + HOH ↔ Fe(OH)3 + HCl

Гидролиз по второй и, в особенности, по третьей ступени практически не протекает при комнатной температуре.

3. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуются И ПО КАТИОНУ, И ПО АНИОНУ.

Примеры таких солей:  CH3COONH4, (NH4)2CO3, HCOONH4,

Уравнение гидролиза:

CH3COO— + NH4+ + HOH ↔ CH3COOH +  NH3·H2O

CH3COONH4 + HOH ↔ CH3COOH +  NH3·H2O

В этом случае реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации образующихся кислот и оснований. В большинстве случаев реакция раствора будет примерно нейтральной, рН ≅ 7. Точное значение рН зависит от относительной силы основания и кислоты.

4. Гидролиз солей, образованных сильным основанием и сильной кислотой, в водных растворах НЕ ИДЕТ.

Сведем вышеописанную информацию в общую таблицу:

табличка

Необратимый гидролиз происходит, если при гидролизе выделяется газ, осадок или вода, т.е. вещества, которые при данных условиях не могут провзаимодействовать между собой. Необратимый гидролиз является химической реакцией, т.к. реагирующие вещества взаимодействуют практически полностью.

Варианты необратимого гидролиза:

  1. Гидролиз, в который вступают растворимые соли 2х-валентных металлов (Be2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, Cu2+ и др.) с сильным ионизирующим полем (слабые основания) и растворимые карбонаты/гидрокарбонаты. При этом образуются нерастворимые основные соли (гидроксокарбонаты):

2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O = Mg2(OH)2CO3 + 4NaCl + CO2

2МеCl2 + 2Na2CO3 + Н2О=(МеОН)2CO3 + 4NaCl + СО2 (МеII, кроме Fe, Ca,Sr,Ba).

! Исключения: (соли Ca, Sr, Ba и Fe2+) – в этом случае получим обычный обменный процесс:

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl,

МеCl2 + Na2CO3 = МеCO3 + 2NaCl (Ме – Fe, Ca, Sr, Ba).

  1. Взаимный гидролиз, протекающий при смешивании двух солей, гидролизованных по катиону и по аниону. Продукты гидролиза по второй ступени усиливают гидролиз по первой ступени и наоборот. Поэтому в таких процессах образуются не просто продукты обменной реакции, а продукты гидролиза (совместный или взаимный гидролиз).Соли металлов со степенью окисления +3 (Al3+, Cr3+)   и соли летучих кислот (карбонаты, сульфиды, сульфиты) при смешивании в растворе (взаимном гидролизе) образуют осадок гидроксида и газ (H2S, SO2, CO2):
Читайте также:  Продукты питания какие есть

2AlCl3 + 3K2S +6H2O  = 2Al(OH)3 + 3H2S↑  + 6KCl,

2CrCl3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Сr(ОН)3 + 3СO2 + 6KCl,

2МеCl3 + 3Na2CO3 + 3Н2О=2Ме(ОН)3 + 6NaCl + 3СО2 (МеIII),

2МеCl3 + 3Na2SO3 + 3Н2О=2Ме(ОН)3 + 6NaCl + 3SО2 (МеIII),

2МеCl3 + 3Na2S + 3Н2О=2Ме(ОН)3 + 6NaCl + 3H2S (МеIII).

Соли Fe3+ при взаимодействии с карбонатами также при смешивании в растворе (взаимном гидролизе) образуют осадок гидроксида и газ:

2FeCl3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Fe(ОН)3 + 3СO2 + 6KCl

! Исключения: при взаимодействии солей трехвалентного железа с сульфидами реализуется окислительно-восстановительная реакция:

2FeCl3 + 3K2S(изб) = 2FeS + S↓ + 6KCl (при избытке сульфида калия)

При взаимодействии солей трехвалентного железа с сульфитами также реализуется окислительно-восстановительная реакция.

Полные уравнения таких реакций выглядят довольно сложно. Поначалу я рекомендую составлять такие уравнения в 2 этапа: сначала составляем обменную реацию без участия воды, затем разлагаем полученный продукт обменной реакции водой. Сложив эти две реакции и сократив одинаковые вещества, мы получаем полное уравнение необратимого гидролиза.

3. Гидролиз галогенангидридов и тиоангидридов происходит также необратимо. Галогенангидриды разлагаются водой по схеме ионного обмена (H+OH—) до соответствующих кислот (в случае водного гидролиза) и солей (в случае щелочного гидролиза). Степень окисления центрального элемента и остальных при этом не изменяется!

SO2Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2 HCl,

SOCl2 + 2 H2O = H2SO3 + 2HCl,

PCl5 + 4 H2O = H3PO4 + 5HCl,

CrO2Cl2 + 2H2O = H2CrO4 + 2HCl,

PCl5 + 8NaOH = Na3PO4 + 5NaCl + 4H2O,

Галогенангидрид – это соединение, которое получается, если в кислоте ОН-группу заменить на галоген. При гидролизе галогенангидридов кислот образуются соответствующие данным элементам и степеням окисления кислоты и галогеноводородные кислоты.

POCl3 + 3H2O = H3PO4 + 3HCl

Галогенангидриды некоторых кислот:

КислотаГалогенангидриды
H2SO4SO2Cl2
H2SO3SOCl2
H2CO3COCl2
H3PO4POCl3, PCl5

Тиоангидриды (сульфангидриды) — так называются, по аналогии с безводными окислами (ангидридами), сернистые соединения элементов (например, Sb2S3, As2S5, SnS2, CS2 и т. п.).

  1. Необратимый гидролиз бинарных соединений, образованных металлом и неметаллом:
  • сульфиды трехвалентных металлов вводе необратимо гидролизуются до сероводорода и и гидроксида металла:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S

при этом возможен кислотный гидролиз, в таком случае образуются соль металла и сероводород:

Al2S3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2S

  • гидролиз карбидов приводит к образованию гидроксида металла в водной среде, соли металла в кислой де и соответствующего углеводорода — метана, ацетилена или пропина:

Ca+2C-12 + H2O = Ca+2(OH)2 + C-12H2

Al+34C-43 + 12H2O = 4Al+3(OH)3 + 3C-4H4,

Ca3N2 + H2O =

Ca3P2 + H2O =

Mg2Si + H2O =

  1. Некоторые соли необратимо гидролизуются с образованием оксосолей:

BiCl3 + H2O = BiOCl + 2HCl,

SbCl3 + H2O = SbOCl  + 2HCl.

Алюмокалиевые квасцы:

KAl(SO4)2 + K2S  + H2O =

MgCl2 + NaНCO3 + H2O =

ZnSO4 + CsНCO3 + H2O =

CdSO4 + RbНCO3 + H2O =

CaSO4 + Rb2CO3   + H2O =

FeCl2 + Rb2CO3  + H2O =

Количественно гидролиз характеризуется величиной, называемой степенью гидролиза.

Степень гидролиза (α) — отношение количества (концентрации) соли, подвергающейся гидролизу, к общему количеству (концентрации) растворенной соли. В случае необратимого гидролиза α≅1.

Факторы, влияющие на степень обратимого гидролиза:

1. Температура

Гидролиз — эндотермическая реакция! Нагревание раствора приводит к интенсификации процесса.

Пример: изменение степени гидролиза 0,01 М CrCl3 в зависимости от температуры:

65

2. Концентрация соли

Чем меньше концентрация соли, тем выше степень ее гидролиза.

Пример: изменение степени гидролиза Na2CO3 в зависимости от температуры:

2

По этой причине для предотвращения нежелательного гидролиза хранить соли рекомендуется в концентрированном виде.

3. Добавление к реакционной смеси кислоты или щелочи

Изменяя концентрация одного из продуктов, можно смещать равновесие реакции гидролиза в ту или иную сторону.

Пройти тест по теме Гидролиз:

Здесь вы можете потренироваться в решении тестовых заданий в формате ЕГЭ по теме Гидролиз. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.

Источник

УЧЕБНИКИ. ПОСОБИЯ

ЗАНЯТИЕ 7
10-й класс
(первый год обучения)

Продолжение. Начало см. в № 22,/2005; 1, 2, 3, 5, 6/2006

Гидролиз солей

План

Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии1.
Определение и сущность гидролиза.

2. Гидролиз солей различных типов.

3. Обратимый и необратимый гидролиз.

Слово «гидролиз» (от греч. Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии – вода и Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии – разложение) переводится как
разложение водой.

Гидролизом соли называют взаимодействие
ионов соли с водой, приводящее к образованию
слабого электролита
. Сущность процесса
гидролиза сводится к химическому взаимодействию
катионов или анионов соли с гидроксид-ионами или
ионами водорода из молекул воды. В результате
этого взаимодействия образуется слабый
электролит. Химическое равновесие процесса
диссоциации воды смещается вправо, в сторону
образования ионов. Поэтому в водном растворе
соли появляется избыток свободных ионов Н+
или ОН–, что и определяет среду раствора
соли. При разбавлении раствора или при
повышении температуры степень гидролиза
увеличивается
.

Читайте также:  Какие молочные продукты при беременности

Любую соль можно представить как продукт
реакции нейтрализации. В зависимости от силы
исходных кислоты и основания различают 4 типа
солей. Гидролиз солей разных типов протекает
по-разному и дает различную среду раствора.

Соль, образованная сильным основанием и
слабой кислотой, подвергается гидролизу по
анионному типу
, среда раствора – щелочная (рН
> 7), например:

СН3СООNa + HOH СН3СООH + NaOH,

СН3СОО– + HOH СН3СООH + OH–.

В том случае, когда соль образована слабой
многоосновной кислотой и сильным основанием,
гидролиз по аниону протекает ступенчато и число
ступеней гидролиза зависит от основности слабой
кислоты. На первых ступенях гидролиза образуется
кислая соль (вместо кислоты) и сильное основание,
например:

1-я ступень:

Na2SO3 + HOH NaHSO3 + NaOH,

SO32–
+ HOH HSO3–
+ OH–;

2-я ступень:

NaHSO3 + HOH H2SO3
+ NaOH,

HSO3–
+ HOH H2SO3 + OH–.

суммарно:

Na2SO3 + 2HOH H2SO3 + 2NaOH,

SO32–
+ 2HOH H2SO3 + 2OH–.

Соль, образованная слабым основанием и
сильной кислотой, подвергается гидролизу по
катионному типу
, среда раствора – кислая (рН <
7), например:

NH4Br + HOH NH4OH
+ HBr,

NH4+ +
HOH NH4OH + H+.

Если соль образована слабым многокислотным
основанием и сильной кислотой, катионный
гидролиз протекает cтупенчато в зависимости от
кислотности слабого основания. Вместо основания
на первых ступенях такого гидролиза образуется
основная соль, например:

1-я ступень:

ZnCl2 + HOH
Zn(OH)Cl + HCl,

Zn2+ + HOH
Zn(OH)+ + H+;

2-я ступень:

Zn(OH)Cl + HOH Zn(OH)2 + HCl,

Zn(OH)+ + HOH
Zn(OH)2 + H+.

суммарно:

ZnCl2 + 2HOH
Zn(OH)2 + 2HCl.

Соль, образованная слабым основанием и слабой
кислотой, гидролизуется одновременно и по
катиону, и по аниону.
Реакция растворов этих
солей может быть нейтральной, слабокислой или
слабощелочной, в зависимости от степени
диссоциации продуктов гидролиза, например:

(NH4)2CO3 + 2HOH 2NH4OH + H2СО3,

2NH4+
+ СО32– + 2НОН 2NH4OH + H2CO3.

Соль, образованная сильным основанием и
сильной кислотой, гидролизу не подвергается
,
т.к. в процессе реакции не образуется слабый
электролит; среда раствора при этом нейтральная,
например:

NaCl + HOH Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадиинет
реакции.

Для большинства солей гидролиз является
обратимым процессом, однако некоторые соли
полностью разлагаются водой, т. е. для них
гидролиз – необратимый процесс. Необратимому
гидролизу подвергаются соли, образованные
слабым нерастворимым или летучим основанием и
слабой нерастворимой или летучей кислотой.
Такие
соли не могут существовать в водных растворах (Аl2S3,
Fe2(СО3)3 и т.п.), например:

Al2S3 + 6HOH = 2Al(OH)3 + 3H2S.

Из-за необратимого гидролиза в реакциях обмена
между водными растворами двух солей не всегда
образуются новые соли. В таких случаях
необходимо учитывать реакции гидролиза исходных
солей. Например, при взаимодействии водных
растворов сульфида калия и хлорида алюминия
сначала протекают обменные реакции исходных
реагентов с водой, а потом – продуктов реакции
между собой. Процесс описывается суммарным
уравнением реакции:

3К2S + 2AlCl3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S + 6KCl.

Тест по теме «Гидролиз солей»

Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии1.
Водный раствор вещества А имеет нейтральную
среду, а водный раствор вещества В – кислую
среду. Растворы веществ А и В взаимодействуют
между собой. Укажите эти вещества:

а) А – хлорид натрия, В – нитрат серебра;

б) А – нитрат бария, В – фосфорная кислота;

в) А – хлорид меди(II), В – уксусная кислота;

г) А – фторид натрия, В – хлорид бария.

2. Сумма коэффициентов в уравнении реакции
между водными растворами нитрата хрома(III) и
сульфида натрия равна:

а) 19; б) 12; в) 6; г) 22.

3. Газ выделяется при смешивании растворов
хлорида хрома(III) и:

а) гидросульфида аммония;

б) гидроортофосфата калия;

в) гидросульфата натрия;

г) силиката натрия.

4. В четырех пробирках находятся водные
растворы перечисленных ниже солей. Раствор какой
соли можно отличить от других с помощью лакмуса?

а) бромид алюминия; б) сульфат цинка;

в) нитрат свинца; г) силикат калия.

5. Гидролиз протекает при растворении в
воде:

а) бромида кальция; б) фосфата кальция;

в) нитрита кальция; г) ацетата кальция.

Читайте также:  Какой продукт повышает импотенцию

6. Гидролизу по аниону подвергается соль:

а) хлорид бария; б) нитрит калия;

в) хлорид аммония; г) фосфат натрия.

7. Цинк будет растворяться при погружении
его в раствор:

а) хлорида натрия; б) хлорида бария;

в) хлорида алюминия; г) хлорида калия.

8. Пара веществ, в растворе которых
фиолетовый лакмус изменяет окраску на красную и
синюю, соответственно:

а) карбонат натрия и сульфит калия;

б) сульфат цинка и бромид алюминия;

в) хлорид никеля(II) и нитрит бария;

г) нитрат натрия и хлорид кальция.

9. Гидролиз невозможен для следующей группы
соединений:

а) оксиды; б) нитриды;

в) фосфиды; г) гидриды.

10. Подавить гидролиз сульфата магния можно:

а) разбавлением раствора;

б) нагреванием раствора;

в) добавлением раствора серной кислоты;

г) добавлением раствора гидроксида натрия.

Ключ к тесту

12345678910
а, бгагв, гб, гввав

Задачи и упражнения по теме
«Гидролиз солей»

Упражнения

Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии1.
Даны соли: хлорид калия, хлорид кобальта,
карбонат натрия, сульфат цезия, сульфат
железа(III), нитрат рубидия, ацетат натрия, нитрат
магния, гидроксонитрат никеля, йодид бария.
Заполните для них таблицу «Гидролиз солей».

Таблица

Гидролиз солей

Гидролизуются
соли
(формулы солей)
Растворы
с рН < 7
Уравнения
гидролиза
(молекулярные и ионные)
солей с рН < 7
CoCl2, …………………….CoCl2, …………………..CoCl2 + H2O CoOHCl + HCl,
…………………………………………………………….Co2+ + 2Cl– + H2O
……………………………………………………………. CoOH+
+ H+ + 2Cl–,
…………………………………………………………….…………………………………………

Решение

Уравнения гидролиза солей с рН < 7:

Fe2(SO4)3 + 2H2O 2Fe(OH)SO4 + H2SO4,

Fe3+ + H2O Fe(OH)2+
+ H+;

2Fe(OH)SO4 + 2H2O
[Fe(OH)2]2SO4 + H2SO4,

Fe(OH)2+ + H2O
Fe(OH)2+ + H+;

[Fe(OH)2]2SO4 + 2Н2О 2Fe(OH)3 + H2SO4,

Fe(OH)2+ + Н2О
Fe(OH)3 + H+.

Ni(OH)NO3 + H2O
Ni(OH)2 + HNO3,

NiOH+ + H2O Ni(OH)2 + H+.

2. Составьте молекулярные уравнения
гидролиза солей на основании сокращенных ионных
уравнений:

а) Cr3+ + H2O = CrOH2+ + H+;

б) Fe2+ + H2O = FeOH+ + H+;

в) Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+;

г) Сu2+ + H2O = CuOH+ + H+.

Решение

Молекулярные уравнения гидролиза:

а) CrCl3 + H2O
Cr(OH)Cl2 + HCl;

б) Fe(NO3)2 + H2O Fe(OH)NO3 + HNO3;

в) AlCl3 + H2O
Al(OH)Cl2 + HCl;

г) СuBr2 + H2O
Cu(OH)Br + HBr.

3. Опишите процессы, происходящие при
сливании водных растворов следующих солей:

а) нитрат хрома(III) и сульфид натрия;

б) хлорид алюминия и сульфид натрия;

в) сульфат железа(III) и карбонат натрия;

г) сульфат алюминия и сульфид аммония;

д) хлорид железа(III) и карбонат аммония.

Решение

Обмен и гидролиз одновременно:

а) 2Cr(NO3)3 + 3Na2S + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 3H2S + 6NaNO3;

б) 2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S + 6NaCl;

в) Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O
= 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4;

г) Al2(SO4)3 + 3(NH4)2S + 6H2O
= 2Al(OH)3 + 3H2S + 3(NH4)2SO4;

д) 2FeCl3 + 3(NH4)2CO3 + 3H2O =
2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NH4Cl.

4. При добавлении к водному раствору
вещества А раздельно аммиака, сульфида натрия и
нитрата серебра образуются белые осадки, причем
два из них – одинакового состава. Определите
вещество А.

Ответ. Вещество А – AlCl3.

5. При добавлении к водному раствору
вещества А раздельно сульфида калия, аммиака и
хлорида бария образуются осадки. В первом и
втором случае – серо-зеленого цвета одного
состава, в третьем случае – белый
кристаллический. Определите вещество А.

Ответ. Вещество А – Cr2(SO4)3.

Задачи

1. К 50 г раствора карбоната натрия с массовой
долей растворенного вещества 10,6% прилили
избыточное количество раствора сульфата
алюминия. Какой газ выделяется при этом? Каков
объем (н.у.) этого газа?

Ответ. СO2, 1,12 л.

2. Вычислите относительную плотность по
воздуху и по гелию газа, выделяющегося при
гидролизе нитрида магния.

Ответ. 0,586; 4,25.

3. Вычислите относительную плотность по
воздуху и по неону газа, выделяющегося при
гидролизе фосфида кальция.

Ответ. 1,17; 1,7.

4. Гидроксид алюминия массой 11,7 г обработали
раствором серной кислоты объемом 45 мл с молярной
концентрацией 5 моль/л. Какая реакция среды будет
у полученного раствора?

Решение

2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3
+ 6H2O.

                                                              M
= 78 г/моль

(Al(OH)3)
= m/M = 11,7/78 = 0,15 моль,

(H2SO4)
= с•V = 5•0,045 = 0,225 моль.

Мольные соотношения реагентов отвечают
стехиометрическим коэффициентам: 0,15/2 = 0,225/3.

Однако среда раствора не нейтральная, а кислая,
т.к. протекает гидролиз соли Al2(SO4)3:

Al2(SO4)3 + 6НОН 2Al(OН)3 + 3H2SO4.

Ответ. Среда кислая.

Источник