Сделай правильно

1

(а) Ответ

На рисунке показана электролитическая диссоциация вещества с ионной связью. Одновременно происходит гидратация ионов.

(б) Механизм

Полярные молекулы воды притягиваются к ионам кристалла:

• катионы окружает отрицательно заряженный атом кислорода воды;
• анионы окружают положительно заряженные атомы водорода;
• связи в кристаллической решётке ослабевают, ионы отделяются и переходят в раствор.

Например:

\[ \mathrm{KCl_{(тв.)}\rightarrow K^+_{(водн.)}+Cl^-_{(водн.)}} \]

---

2. Диссоциация соединений

Кислоты

\[ \mathrm{H_3PO_4 \rightleftharpoons H^+ + H_2PO_4^-} \]

\[ \mathrm{H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}} \]

\[ \mathrm{HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}} \]

\[ \mathrm{H_2SiO_3 \rightleftharpoons H^+ + HSiO_3^-} \]

\[ \mathrm{HSiO_3^- \rightleftharpoons H^+ + SiO_3^{2-}} \]

Основания

\[ \mathrm{Ca(OH)_2\rightarrow Ca^{2+}+2OH^-} \]

\[ \mathrm{Fe(OH)_3 \rightleftharpoons Fe^{3+}+3OH^-} \]

\[ \mathrm{KOH\rightarrow K^+ + OH^-} \]

\(\mathrm{Fe(OH)_3}\) практически нерастворим, поэтому в растворе диссоциирует лишь очень небольшая его часть.

Средняя соль

\[ \mathrm{Al_2(SO_4)_3\rightarrow 2Al^{3+}+3SO_4^{2-}} \]

Кислая соль

\[ \mathrm{NaHCO_3\rightarrow Na^+ + HCO_3^-} \]

\[ \mathrm{HCO_3^- \rightleftharpoons H^+ + CO_3^{2-}} \]

Принцип: при диссоциации соли индексы в формуле становятся коэффициентами перед ионами, а суммарный заряд справа должен быть равен нулю.

---

3. Реакции с образованием воды, осадка и газа

1) Образование воды

Молекулярное уравнение:

\[ \mathrm{NaOH+HNO_3\rightarrow NaNO_3+H_2O} \]

Полное ионное уравнение:

\[ \mathrm{Na^+ + OH^- + H^+ + NO_3^- \rightarrow Na^+ + NO_3^- + H_2O} \]

Сокращённое ионное уравнение:

\[ \boxed{\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}} \]

---

2) Образование осадка

Молекулярное уравнение:

\[ \mathrm{FeCl_3+3NaOH\rightarrow Fe(OH)_3\downarrow+3NaCl} \]

Полное ионное уравнение:

\[ \mathrm{Fe^{3+}+3Cl^-+3Na^+ +3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow+3Na^+ +3Cl^-} \]

Сокращённое ионное уравнение:

\[ \boxed{\mathrm{Fe^{3+}+3OH^-\rightarrow Fe(OH)_3\downarrow}} \]

---

3) Образование газа

Молекулярное уравнение:

\[ \mathrm{K_2CO_3+2HNO_3\rightarrow 2KNO_3+CO_2\uparrow+H_2O} \]

Полное ионное уравнение:

\[ \mathrm{2K^+ + CO_3^{2-}+2H^+ +2NO_3^- \rightarrow 2K^+ +2NO_3^-+CO_2\uparrow+H_2O} \]

Сокращённое ионное уравнение:

\[ \boxed{\mathrm{CO_3^{2-}+2H^+\rightarrow CO_2\uparrow+H_2O}} \]

В таблице на фотографии, судя по количеству строк, требуются именно эти три реакции.

---

4. Составление молекулярных и полных ионных уравнений

(а)

Дано:

\[ \mathrm{SiO_3^{2-}+2H^+\rightarrow H_2SiO_3\downarrow} \]

Молекулярное:

\[ \mathrm{Na_2SiO_3+2HCl\rightarrow H_2SiO_3\downarrow+2NaCl} \]

Полное ионное:

\[ \mathrm{2Na^+ +SiO_3^{2-}+2H^+ +2Cl^- \rightarrow H_2SiO_3\downarrow+2Na^+ +2Cl^-} \]

---

(б)

Дано:

\[ \mathrm{Al(OH)_3+3H^+\rightarrow Al^{3+}+3H_2O} \]

Молекулярное:

\[ \mathrm{Al(OH)_3+3HCl\rightarrow AlCl_3+3H_2O} \]

Полное ионное:

\[ \mathrm{Al(OH)_3+3H^+ +3Cl^- \rightarrow Al^{3+}+3Cl^-+3H_2O} \]

---

(в)

Дано:

\[ \mathrm{H^+ +OH^-\rightarrow H_2O} \]

Молекулярное:

\[ \mathrm{HCl+NaOH\rightarrow NaCl+H_2O} \]

Полное ионное:

\[ \mathrm{H^+ +Cl^-+Na^+ +OH^- \rightarrow Na^+ +Cl^-+H_2O} \]

---

(г)

Дано:

\[ \mathrm{CO_3^{2-}+2H^+\rightarrow CO_2\uparrow+H_2O} \]

Молекулярное:

\[ \mathrm{Na_2CO_3+2HCl\rightarrow 2NaCl+CO_2\uparrow+H_2O} \]

Полное ионное:

\[ \mathrm{2Na^+ +CO_3^{2-}+2H^+ +2Cl^- \rightarrow 2Na^+ +2Cl^-+CO_2\uparrow+H_2O} \]

Проверка: в полных ионных уравнениях одинаковые ионы по обе стороны сокращаются, поэтому получаются данные сокращённые уравнения.

---

5. Гидролиз соли

Даны ионы:

\[ \mathrm{E^{2-}+H_2O\rightleftharpoons HE^-+OH^-} \]

\[ \mathrm{X^{3+}+H_2O\rightleftharpoons XOH^{2+}+H^+} \]

(а)

Катион:

\[ \boxed{\mathrm{X^{3+}}} \]

Анион:

\[ \boxed{\mathrm{E^{2-}}} \]

Для составления нейтральной соли:

\[ 2\cdot(+3)+3\cdot(-2)=0 \]

Следовательно, формула соли:

\[ \boxed{\mathrm{X_2E_3}} \]

Конкретное название соли без названий элементов \(X\) и \(E\) определить нельзя: это соль катиона \(\mathrm{X^{3+}}\) и аниона \(\mathrm{E^{2-}}\).

(б)

Ионные уравнения гидролиза:

\[ \mathrm{E^{2-}+H_2O\rightleftharpoons HE^-+OH^-} \]

\[ \mathrm{X^{3+}+H_2O\rightleftharpoons XOH^{2+}+H^+} \]

Суммарное молекулярное уравнение полного гидролиза:

\[ \boxed{\mathrm{X_2E_3+6H_2O \rightleftharpoons 2X(OH)_3+3H_2E}} \]

(в)

Однозначно определить реакцию среды по данной схеме нельзя, потому что одновременно образуются и \(\mathrm{H^+}\), и \(\mathrm{OH^-}\).

• если сильнее гидролизуется катион \(\mathrm{X^{3+}}\) — среда кислая;
• если сильнее гидролизуется анион \(\mathrm{E^{2-}}\) — среда щелочная;
• если гидролиз идёт примерно одинаково — среда нейтральная.

В школьной записи можно написать: «реакция среды зависит от относительной силы гидролиза; при равенстве сил — нейтральная».