На уроці ви зможете перевірити свої знання на тему «ЄДІ. Електролітична дисоціація солей, кислот, лугів. Реакція іонного обміну. Гідроліз солей». Ви розгляньте розв'язання задач з ЄДІ групи А, В та С на різні теми: «Розчини та їх концентрації», «Електролітична дисоціація», «Реакції іонного обміну та гідроліз». Для вирішення цих завдань, крім знання розглянутих тем, також потрібно вміти користуватися таблицею розчинності речовин, знати метод електронного балансу і мати уявлення про оборотність та необоротність реакцій.
Тема: Розчини та їх концентрація, дисперсні системи, електролітична дисоціація
Урок: ЄДІ. Електролітична дисоціація солей, кислот, лугів. Реакція іонного обміну. Гідроліз солей
I. Вибір одного правильного варіанту із 4 запропонованих.
|
Питання |
Коментар |
|
А1. Сильними електролітами є: |
За визначенням, сильні електроліти – це речовини, які у водному розчині повністю розпадаються на іони. 2 і 2 сильними електролітами бути не можуть. Н 2 S – слабкий електроліт. Правильна відповідь 4. |
|
А2. Речовами, які дисоціюють тільки на іони металу та гідроксид іони, є: 1. кислотами 2. лугами 4. амфотерними гідроксидами |
За визначенням, з'єднання, яке при дисоціації у водному розчині утворює лише гідроксид-аніони, називається основою. Під дане визначення підходить тільки луг та амфотерний гідроксид. Але в питанні звучить, що з'єднання має дисоціювати лише на катіони металу та гідроксид-аніони. Амфотерний гідроксид дисоціює ступінчасто, і тому в розчині іони гідроксометалу. Правильна відповідь 2. |
|
А3. Реакція обміну відбувається до кінця з утворенням нерозчинної у воді речовини між: 1. NaOH та MgCl 2 2. NaCl та CuSO 4 3. CaCO 3 та HCl (р-р) |
Для відповіді потрібно написати ці рівняння та подивитися в таблиці розчинності, чи є серед продуктів нерозчинні речовини. Це в першій реакції гідроксид магнію Mg(OH) 2 Правильна відповідь 1. |
|
А4. Сума всіх коефіцієнтів у повному та скороченому іонному вигляді у реакції міжFe(NO 3 ) 2 +2 NaOHдорівнює: |
Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 молекулярне Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - повне іонне рівняння, сума коефіцієнтів дорівнює 12 Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ скорочене іонне, сума коефіцієнтів дорівнює 4 Правильна відповідь 4. |
|
А5. Скорочене іонне рівняння реакції Н + +ОН - →Н 2 Про відповідає взаємодії: 2. NaOH (Р-Р) + HNO 3 3. Cu(OH) 2 + HCl 4. CuO + H 2 SO 4 |
Це скорочене рівняння відображає взаємодію між сильною основою та сильною кислотою. Основа є в 2 і 3 варіантах, але Cu(OH) 2 - це нерозчинна основа Правильна відповідь 2. |
|
А6. Реакція іонного обміну протікає до кінця при зливанні розчинів: 1. нітрату натрію та сульфату калію 2. сульфату калію та соляної кислоти 3. хлориду кальцію та нітрату срібла 4. сульфату натрію та хлориду калію |
Напишемо, як повинні були б проходити реакції іонного обміну між кожною парою речовин. NaNO 3 +K 2 SO 4 →Na 2 SO 4 +KNO 3 K 2 SO 4 +HCl→H 2 SO 4 +KCl CaCl 2 +2AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + NaCl По таблиці розчинності бачимо, що AgCl Правильна відповідь 3. |
|
А7. У водному розчині ступінчасто дисоціює: |
Ступінчастої дисоціації у водному розчині піддаються багатоосновні кислоти. Серед зазначених речовин кислотою є лише Н2S. Правильна відповідь 3. |
|
А8. Рівняння реакції СuCl 2 +2 KOH→ Cu(OH) 2 ↓+2 KClвідповідає скорочене йооне рівняння: 1. СуCl 2 +2OH - →Cu 2+ +2OH - +2Cl - 2. Сu 2+ +KOH→Cu(OH) 2 ↓+K + 3. Cl - +K + →KCl 4. Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ |
Напишемо повне іонне рівняння: Су 2+ +2Cl - +2К + +2OH - → Cu(OH) 2 ↓+2K + +2Cl - Виключаємо незв'язані іони, отримуємо скорочене іонне рівняння Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ Правильна відповідь 4. |
|
А9. Практично до кінця йде реакція: 1. Na 2 SO 4 + KCl→ 2. Н 2 SO 4 + ВаCl 2 → 3. КNO 3 +NaOH→ 4. Na 2 SO 4 + CuCl 2 → |
Напишемо ймовірні реакції іонного обміну: Na 2 SO 4 + KCl→ До 2 SO 4 + Na Cl Н 2 SO 4 + Cl 2 → SO 4 ↓ + 2НCl КNO 3 + NaOH → NaNO 3 + KOH Na 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2NaCl По таблиці розчинності бачимо SO 4 ↓ Правильна відповідь 2. |
|
А10. Нейтральне середовище має розчин: 2. (NH 4) 2 SO 4 |
Нейтральне середовище мають лише водні розчини солей, утворених сильною основою та сильною кислотою. NaNO3 - це сіль, утворена сильною основою NaOH та сильною кислотою HNO 3. Правильна відповідь 1. |
|
А11. Кислотність ґрунту можна збільшити введенням розчину: |
Потрібно визначити, яка сіль даватиме кислу реакцію середовища. Це має бути сіль, утворена сильною кислотою та слабкою основою. Це NH4 NO 3. Правильна відповідь 1. |
|
А12. протікає при розчиненні у воді: |
Гідролізу не піддаються лише солі, утворені сильною основою та сильною кислотою. У всіх наведених солях містяться аніони сильних кислот. Тільки AlCl 3 містить катіон слабкої основи. Правильна відповідь 4. |
|
А 13. Гідролізу не піддається: 1. оцтова кислота 2. етиловий ефір оцтової кислоти 3. крохмаль |
Гідроліз маємо велике значенняв органічної хімії. Ефіри, крохмаль та білок піддаються гідролізу. Правильна відповідь 1. |
|
А14. Якою цифрою є фрагмент молекулярного рівняння хімічної реакції, що відповідає кратному іонному рівнянню С u 2+ +2 OH - → Cu(OH) 2 ↓? 1. Cu(OH) 2 + HCl→ 2. CuCO 3 + H 2 SO 4 → 3. CuO + HNO 3 → 4. CuSO 4 +KOH→ |
За скороченим рівнянням слід, що потрібно взяти будь-яке розчинне з'єднання, що містить іон міді та гідроксид-іон. З усіх наведених сполук міді тільки CuSO 4 розчинний, і тільки у водній реакції є ВІН - . Правильна відповідь 4. |
|
А15.При взаємодії яких речовин виділиться оксид сірки: 1. Na 2 SO 3 та HCl 2. AgNO 3 та K 2 SO 4 3. BaCO 3 та HNO 3 4. Na 2 S та HCl |
У першій реакції виходить нестійка кислота Н 2 SO 3 яка розпадається на воду і оксид сірки (IV) Правильну відповідь1.
|
II. Завдання з короткою відповіддю та на відповідність.
|
В 1. Загальна сума всіх коефіцієнтів у повному та скороченому іонному рівнянні реакції між нітратом срібла та гідроксидом натрію дорівнює… |
Напишемо рівняння реакції: 2AgNO 3 +2NaOH→Ag 2 O↓+ 2NaNO 3 +H 2 O Повне іонне рівняння: 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O Скорочене іонне рівняння: 2Ag + +2OH - →Ag 2 O↓+H 2 O Правильна відповідь: 20 |
|
В 2. Складіть повне іонне рівняння взаємодії 1 моль гідроксиду калію з 1 моль гідроксиду алюмінію. Вкажіть кількість іонів у рівнянні. |
КOH + Al(OH) 3 ↓→ K Повне іонне рівняння: К + + OH - + Al(OH) 3 ↓ → K + + - Правильна відповідь: 4 іони. |
|
У 3. Встановіть відповідність між назвою солі та ставленням її до гідролізу: а) ацетат амонію 1. не гідролізується Б) сульфід барію 2. по катіону В) сульфід амонію 3. по аніону Г) карбонат натрію 4. по катіону та аніону |
Для відповіді питання потрібно проаналізувати, якими за силою основою і кислотою утворені ці солі. Правильна відповідь А4 Б3 В4 Г3 |
|
В 4. Розчин одного моль сульфату натрію містить 6,02іонів натрію. Розрахуйте рівень дисоціації солі. |
Напишемо рівняння електролітичної дисоціації сульфату натрію: Na 2 SО 4 ↔ 2Na + +SО 4 2- Розпалося на іони 0,5моль сульфату натрію. |
|
В 5. Встановіть відповідність між реагентами та скороченими іонними рівняннями: 1. Сa(OH) 2 +HCl → A)NH 4 + +OH - →NH 3 +H 2 O 2. NH 4 Cl+NaOH → Б) Al 3+ + OH - → Al(OH) 3 ↓ 3. AlCl 3 +KOH → B) H + +OH - →H 2 O 4. BaCl 2 +Na 2 SO 4 → Г) Ba 2+ +SO 4 2- → BaSO 4 ↓ Правильна відповідь: В1 А2 Б3 Г4 |
|
|
О 6. Складіть повне іонне рівняння, що відповідає скороченому: ЗO 3 2- +2 H + → CO 2 + H 2 O. Вкажіть суму коефіцієнтів у молекулярному та повному іонному рівнянні. |
Потрібно взяти будь-який розчинний карбонат і будь-яку сильну розчинну кислоту. Молекулярне: Na 2 З 3 +2HCl→ CO 2 +H 2 O +2NaCl; Повне іонне: 2Na + +С 3 2- +2H + +2Cl - → CO 2 +H 2 O +2Na + +2Cl - ; |
III. Завдання з розгорнутою відповіддю
|
Питання |
Електролітична дисоціація NaCl.avi
Дисоціація протікає в розчинах та розплавах.
Розчинні кислотидисоціюють на іони водню та іони кислотних залишків.
Розчинні основирозпадаються на позитивно заряджені іони металу та негативно заряджені гідроксид-іони.
Середні солідисоціюють на катіони металів та аніони кислотних залишків.
Кислі солірозпадаються на катіони металів та водню та аніони кислотних залишків.
Катіонамиє іони металів і водню Н
+ .
Аніонамиє іони кислотних залишків та гідроксид-іони ВІН – .
Заряд іоначисельно дорівнює валентності іона у цьому поєднанні.
При складанні рівнянь дисоціації користуйтеся таблицею розчинності.
В хімічної формулисума зарядів позитивно заряджених іонів дорівнює сумі зарядів негативно заряджених іонів.
Складання рівнянь дисоціації кислот
(На прикладі азотної та сірчаної кислот)
Складання рівнянь дисоціації лугів
(розчинних основ)
(На прикладі гідроксидів натрію та барію)
Розчинні основи – це гідроксиди, утворені іонами активних металів:
одновалентних: Li +, Nа +, К +, Rb +, Сs +, Fr +;
двовалентних: Са 2+, Sr 2+, Ва 2+.
Складання рівнянь дисоціації солей
(на прикладі сульфату алюмінію, хлориду барію та гідрокарбонату калію)
Завдання для самоконтролю
1. Складіть рівняння дисоціації наступних електролітів: нітрату цинку, карбонату натрію, гідроксиду кальцію, хлориду стронцію, сульфату літію, сірчистої кислоти, хлориду міді(II), сульфату заліза(III), фосфату калію, сірководневої кислоти, бро нітрату натрію, гідроксиду літію.
2. Розділіть речовини на електроліти та неелектроліти: K 3 PO 4 , HNO 3 , Zn(OH) 2 , BaCl 2 , Al 2 O 3 , Cr 2 (SO 4) 3 , NO 2 , FeBr 3 , H 3 PO 4 , BaSO 4 , Cu(NO 3) 2 , O 2 , Sr(OH) 2 , NaHSO 4 , CO 2 , AlCl 3 , ZnSO 4 , KNO 3 , KHS.
Назвіть речовини-електроліти.
3. Складіть формули речовин, які можуть бути утворені такими іонами:
Назвіть речовини, складіть рівняння їхньої дисоціації.
Відповіді на завдання для самоконтролю
2.
Електроліти
: K 3 PO 4 – фосфат калію, HNO 3 – азотна кислота, BaCl 2 – хлорид барію, Cr 2 (SO 4) 3 – сульфат хрому(III), FeBr 3 – бромід заліза(III), H 3 PO 4 – фосфорна кислота, Сu(NO 3) 2 – нітрат міді(II), Sr(OH) 2 – гідроксид стронцію, NaHSO 4 – гідросульфат натрію, AlCl 3 – хлорид алюмінію, ZnSO 4 – сульфат цинку, KNO 3 – нітрат калію, KHS – гідросульфід калію, Zn(OH) 2 – гідроксид цинку, BaSO 4 – сульфат барію.
Неелектроліти
: Al 2 O 3 , NO 2 , O 2 , CO 2
3.
а) Н 2 SO 4 , CaSO 4 , NaMnO 4 , MgI 2 , Na 2 CrO 4 та ін;
б) KClO 3 , Ba(OH) 2 , AlPO 4 , H 2 CO 3 та ін;
в) Н 2 S, CaCl 2 FeSO 4 Na 2 SO 4 та ін.
Теми кодифікатора ЄДІ:Електролітична дисоціація електролітів у вступних розчинах. Сильні та слабкі електроліти.
– це речовини, розчини та розплави яких проводять електричний струм.
Електричний струм – це впорядкований рух заряджених частинок під дією електричного поля. Таким чином, у розчинах чи розплавах електролітів є заряджені частинки. У розчинах електролітів, як правило, електрична провідністьобумовлена наявністю іонів.
Іони– це заряджені частки (атоми чи групи атомів). Поділяють позитивно заряджені іони ( катіони) та негативно заряджені іони ( аніони).
Електролітична дисоціація - Це процес розпаду електроліту на іони при його розчиненні або плавленні.
Поділяють речовини електролітиі неелектроліти. До неелектролітіввідносяться речовини з міцною ковалентною неполярним зв'язком (прості речовини), всі оксиди (які хімічно невзаємодіють з водою), більшість органічних речовин(крім полярних сполук – карбонових кислот, їх солей, фенолів) – альдегіди, кетони, вуглеводні, вуглеводи.
До електролітів відносять деякі речовини з ковалентним полярним зв'язком і речовини з іонною кристалічною решіткою.
У чому суть процесу електролітичної дисоціації?
Помістимо в пробірку кілька кристалів натрію хлориду і додамо воду. Через деякий час кристали розчиняються. Що сталося?
Хлорид натрію – речовина з іонними кристалічними ґратами. Кристал NaCl складається з іонів Na +і Cl - . У воді цей кристал розпадається на структурні одиниці-іони. При цьому розпадаються іонні хімічні зв'язкита деякі водневі зв'язки між молекулами води. Іони Na + і Cl, що потрапили у воду, — вступають у взаємодію з молекулами води. У разі хлорид-іонів можна говорити про електростатичне тяжіння дипольних (полярних) молекул води до аніону хлору, а у разі катіонів натрію воно наближається за своєю природою до донорно-акцепторного (коли електронна пара атома кисню поміщається на вакантні орбіталі іону натрію). Оточені молекулами води іони покриваютьсягідратною оболонкою.
Дисоціація хлориду натрію описується рівнянням:
При розчиненні у воді сполук з ковалентним полярним зв'язком молекули води, оточивши полярну молекулу, спочатку розтягують зв'язок у ній, збільшуючи її полярність, потім розривають її на іони, які гідратуються і рівномірно розподіляються в розчині. Наприклад, соляна ксилота дисоціює на іони так: HCl = H + + Cl -.
При розплавленні, коли відбувається нагрівання кристала, іони починають здійснювати інтенсивні коливання у вузлах кристалічної решітки, у результаті вона руйнується, утворюється розплав, що складається з іонів.
Процес електролітичної дисоціації характеризується величиною ступеня дисоціації молекул речовини:
Ступінь дисоціації — це відношення числа молекул, що продисоціювали (розпали), до загального числа молекул електроліту. Тобто, яка частка молекул вихідної речовини розпадається у розчині чи розплаві на іони.
α=N продісс /N вих, де:
N продісс — це число молекул, що продісоціювали,
N вых - це вихідне число молекул.
За ступенем дисоціації електроліти ділять на ділять на сильніі слабкі.
Сильні електроліти (α≈1):
1. Усі розчинні солі (у тому числі солі органічних кислот - ацетат калію CH 3 COOK, форміат натрію HCOONa та ін.)
2. Сильні кислоти: HCl, HI, HBr, HNO 3 , H 2 SO 4 (по першому ступені), HClO 4 та ін;
3. Луги: NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH; Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 .
Сильні електролітирозпадаються на іони практично повністю у водних розчинах, але лише у . У розчинах навіть сильні електроліти можуть розпадатися лише частково. Тобто. ступінь дисоціації сильних електролітів приблизно дорівнює 1 тільки для ненасичених розчинів речовин. У насичених або концентрованих розчинах ступінь дисоціації сильних електролітів може бути меншим або дорівнює 1: α≤1.
Слабкі електроліти (α<1):
1. Слабкі кислоти, зокрема. органічні;
2. Нерозчинні основи та гідроксид амонію NH 4 OH;
3. Нерозчинні та деякі малорозчинні солі (залежно від розчинності).
Неелектроліти:
1. Оксиди, що не взаємодіють з водою (взаємодіючі з водою оксиди при розчиненні у воді вступають у хімічну реакцію з утворенням гідроксидів);
2. Прості речовини;
3. Більшість органічних речовин із слабополярними чи неполярними зв'язками (альдегіди, кетони, вуглеводні тощо).
Як дисоціюють речовини? За ступенем дисоціації розрізняють сильніі слабкіелектроліти.
Сильні електроліти дисоціюють повністю (в насичених розчинах), в один щабель, всі молекули розпадаються на іони, практично необоротно. Зверніть увагу – при дисоціації у розчині утворюються лише стійкі іони. Найпоширеніші іони можна знайти в таблиці розчинності - це ваша офіційна шпаргалка на будь-якому іспиті. Ступінь дисоціації сильних електролітів приблизно дорівнює 1. Наприклад, при дисоціації фосфату натрію утворюються іони Na + та PO 4 3– :
Na 3 PO 4 → 3Na + +PO 4 3-
NH 4 Cr(SO 4) 2 → NH 4 + + Cr 3+ + 2SO 4 2–
Дисоціація слабких електролітів : багатоосновних кислот та багатокислотних основ відбувається східчасто і оборотно. Тобто. при дисоціації слабких електролітів розпадається на іони дуже невелика частина вихідних частинок. Наприклад, вугільна кислота:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 –
HCO 3 – ↔ H + + CO 3 2–
Гідроксид магнію дисоціює також у 2 ступені:
Mg(OH) 2 ⇄ Mg(OH) + OH –
Mg(OH) + ⇄ Mg 2+ + OH –
Кислі солі дисоціюють також східчастоспочатку розриваються іонні зв'язки, потім - ковалентні полярні. Наприклад, гідрокабонат калію та гідроксохлорид магнію:
KHCO 3 ⇄ K + + HCO 3 – (α=1)
HCO 3 – ⇄ H + + CO 3 2– (α< 1)
Mg(OH)Cl ⇄ MgOH + + Cl – (α=1)
MgOH + ⇄ Mg 2+ + OH – (α<< 1)
Ступінь дисоціації слабких електролітів набагато менший за 1: α<<1.
Основні положення теорії електролітичної дисоціації, таким чином:
1. При розчиненні у воді електроліти дисоціюють (розпадаються) на іони.
2. Причина дисоціації електроліти у питній воді – це його гідратація, тобто. взаємодія з молекулами води та розрив хімічного зв'язку в ньому.
3. Під дією зовнішнього електричного поля позитивно заряджені іони рухаються до позитивно зарядженого електрода - катода, їх називають катіонами. Негативно заряджені електрони рухаються до негативного електроду – аноду. Їх називають аніонами.
4. Електролітична дисоціація відбувається оборотно для слабких електролітів і практично незворотно для сильних електролітів.
5. Електроліти можуть різною мірою дисоціювати на іони — залежно від зовнішніх умов, концентрації та природи електроліту.
6. Хімічні властивості іонів від властивостей простих речовин. Хімічні властивості розчинів електролітів визначаються властивостями тих іонів, що з нього утворюються при дисоціації.
Приклади.
1. При неповній дисоціації 1 моль солі загальна кількість позитивних та негативних іонів у розчині становила 3,4 моль. Формула солі – а) K 2 S б) Ba(ClO 3) 2 в) NH 4 NO 3 г) Fe(NO 3) 3
Рішення: для початку визначимо силу електролітів Це легко можна зробити за таблицею розчинності. Усі солі, наведені у відповідях - розчинні, тобто. сильні електроліти. Далі, запишемо рівняння електролітичної дисоціації та за рівнянням визначимо максимально число іонів у кожному розчині:
а) K 2 S ⇄ 2K + + S 2– ,при повному розпаді 1 моль солі утворюється 3 моль іонів, більше 3 моль іонів не вийде;
б) Ba(ClO 3) 2 ⇄ Ba 2+ + 2ClO 3 –, Знову при розпаді 1 моль солі утворюється 3 моль іонів, більше 3 моль іонів не утворюється ніяк;
в) NH 4 NO 3 ⇄ NH 4 + + NO 3 –При розпаді 1 моль нітрату амонію утворюється 2 моль іонів максимально, більше 2 моль іонів не утворюється ніяк;
г) Fe(NO 3) 3 ⇄ Fe 3+ + 3NO 3 –При повному розпаді 1 моль нітрату заліза (III) утворюється 4 моль іонів. Отже, при неповному розпаді 1 моль нітрату заліза можливе утворення меншої кількості іонів (неповний розпад можливий у насиченому розчині солі). Отже, варіант 4 підходить нам.
