Растворе алюминия сульфат имеет среду

Гидролиз сульфата алюминия

Общие сведения о гидролизе сульфата алюминия

Представляет собой кристаллы белого цвета с неярким серым, голубым или розовым оттенком. В виде кристаллогидрата — бесцветные Формула – Al₂(SO₄)₃. Молярная масса – 142 г/моль.

Рис. 1. Сульфат алюминия. Внешний вид и структурная формула.

Гидролиз сульфата алюминия

Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможны вторая и третья ступени гидролиза.

2Al 3+ + 3SO₄ 2- + HOH ↔ 2AlOH 2+ + 3SO₄ 2- + H + ;

Примеры решения задач

Задание	Какая масса сульфата алюминия образовалась при взаимодействии 15,4 г алюминия с серной кислотой?
Решение	Запишем уравнение реакции:

Найдем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию (молярная масса – 27 г/моль), используя данные, указанные в условии задачи:

υ (Al) = m_solute(Al)/ M (Al) = 15,4/27 = 0,57 моль.

Согласно уравнению реакции υ (Al₂(SO₄)₃) = 2×υ(Al). Следовательно,

Рассчитаем массу образовавшегося сульфата алюминия (молярная масса – 142 г/моль):

Ответ Масса сульфата алюминия равна 162 г.

Задание	Докажите качественный состав сульфата алюминия.
Решение	Запишем уравнение диссоциации сульфата алюминия:

Качественная реакция на сульфат-анион действие катионов бария. Наблюдается выпадение осадка белого цвета, нерастворимого в кислотах:

Качественная реакция на катионы алюминия – действие щелочи, в результате чего образуется нерастворимое соединение – гидроксид алюминия которое можно перевести в комплексное вещество гидратом аммиака:

Источник

Тестовые задания «Гидролиз»

Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.

1. В РАСТВОРЕ НИТРАТА АЛЮМИНИЯ СРЕДА

1) нейтральная 2) кислая 3) щелочная

2. НЕ ПОДВЕРГАЕТСЯ ГИДРОЛИЗУ

1) CuSO 4 2) NaNO 2 3) FeS

Ответ 3 – не растворим

3. ПРИ ДОБАВЛЕНИИ ХЛОРИДА АММОНИЯ К РАСТВОРУ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ РАВНОВЕСИЕ РЕАКЦИИ СМЕЩАЕТСЯ. КУДА СМЕЩАЕТСЯ РАВНОВЕСИЕ РЕАКЦИИ ДИССОЦИАЦИИ NH 4 OH

1) влево 2) вправо 3) смещения не происходит

4. ЧТОБЫ УМЕНЬШИТЬ ГИДРОЛИЗ СОЛИ К РАСТВОРУ СУЛЬФИТА КАЛИЯ НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ

1) гидроксид калия 2) хлорид аммония 3) сульфат калия

5. ПРИ ДОБАВЛЕНИИ ИЗБЫТКА КИСЛОТЫ К РАСТВОРУ ЩЕЛОЧИ рН СРЕДЫ МОЖЕТ

1) возрасти с 3 до 6 2) уменьшится с 7 до 6 3) уменьшится с 9 до 5

6. ГИДРОЛИЗ СУЛЬФИДА АЛЮМИНИЯ ПРОТЕКАЕТ

1) обратимо 2) необратимо 3) ступенчато

7. ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ ИЛИ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГИДРОЛИЗА АЦЕТАТА НАТРИЯ К ЕГО ВОДНОМУ РАСТВОРУ НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ

1) соляной кислоты 2) гидроксида натрия 3) хлорида натрия

8. ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ ИЛИ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГИДРОЛИЗА ХЛОРИДА ЖЕЛЕЗА (III) К ЕГО ВОДНОМУ РАСТВОРУ НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ

1) соляной кислоты 2) гидроксида натрия 3) хлорида натрия

9. ПРИ ДОБАВЛЕНИИ ЭТОГО ВЕЩЕСТВА К ВОДЕ рН РАСТВОРА ВОЗРАСТЕТ

1) карбонат натрия 2) хлорид натрия 3) хлорид алюминия

10. СОЛЬ, КОТОРАЯ ОДНОВРЕМЕННО ПОДВЕРГАЕТСЯ ГИДРОЛИЗУ ПО КАТИОНУ И АНИОНУ

1) хлорид аммония 2) ацетат аммония 3) ацетат натрия

11. НЕЙТРАЛЬНЫЙ РАСТВОР ПОЛУЧАЮТ ПРИ РАСТВОРЕНИИ В ВОДЕ

1) нитрита калия 2) хлорида марганца (II) 3) нитрата бария

12. ЩЕЛОЧНОЙ РАСТВОР ПОЛУЧАЮТ ПРИ РАСТВОРЕНИИ В ВОДЕ

1) гидрофосфата натрия 2) дигидрофосфата натрия 3) хлорида железа (III)

13. КИСЛЫЙ РАСТВОР ПОЛУЧАЮТ ПРИ РАСТВОРЕНИИ В ВОДЕ

1) хлорида хрома (III) 2)хлорида кальция 3) нитрита натрия

14. ЧТОБЫ УСИЛИТЬ ГИДРОЛИЗ СУЛЬФИДА НАТРИЯ К ЕГО ВОДНОМУ РАСТВОРУ НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ

1) гидроксид натрия 2) сульфат натрия 3) серную кислоту

15. СОЛЬ, РАСТВОРИМАЯ В РАСТВОРЕ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ

1) фосфат кальция 2) сульфат бария 3) хлорид серебра

16. ЧТОБЫ рН РАСТВОРА УВЕЛИЧИТЬ НА ЕДИНИЦУ КОНЦЕНТРАЦИЮ ИОНОВ ВОДОРОДА НАДО УВЕЛИЧИТЬ В

1) 0,1 раза 2) 10 раз 3) 100 раз

17. ПОЛНОСТЬЮ РАЗЛАГАЕТСЯ ВОДОЙ

1) карбонат натрия 2) сульфид алюминия 3) сульфат аммония

18. В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ЭТОЙ СОЛИ ЗНАЧЕНИЕ рН МЕНЬШЕ 7

1) хлорид натрия 2) карбонат натрия 3) хлорид олова (II)

19. НАИМЕНЬШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ рН ИМЕЕТ РАСТВОР

1) 0,01 М гидроксида натрия 2) 0,01 М серной кислоты 3) 0,01 М соляной кислоты

20. ЧТОБЫ УМЕНЬШИТЬ ГИДРОЛИЗ СОЛИ К РАСТВОРУ СУЛЬФАТА ХРОМА (III) НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ

1) сульфат натрия 2) сульфид натрия 3) серную кислоту

21. ЧТОБЫ УСИЛИТЬ ГИДРОЛИЗ ХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ К ЕГО ВОДНОМУ РАСТВОРУ НУЖНО ДОБАВИТЬ

1) хлорид натрия 2) карбонат натрия 3) хлорид аммония

22. ВЕЩЕСТВО, КОТОРОЕ ПРИ РАСТВОРЕНИИ В ВОДЕ ДАЕТ СЛАБОЩЕЛОЧНУЮ РЕАКЦИЮ

1) аммиак 2) углекислый газ 3) сероводород

23. КИСЛЫЙ РАСТВОР ПОЛУЧАЮТ ПРИ РАСТВОРЕНИИ В ВОДЕ

1) фосфата натрия 2) гидрофосфата натрия 3) дигидрофосфата натрия

24. ПРИ ДОБАВЛЕНИИ ВОДЫ К СУЛЬФИДУ ЖЕЛЕЗА (II) НАБЛЮДАЕТСЯ

1) растворение вещества 2) выделение газа 3) вещество с водой не реагирует

25. ПОДВЕРГАЕТСЯ ГИДРОЛИЗУ НИТРАТ

1) натрия 2) аммония 3) бария

26. НЕ ГИДРОЛИЗУЕТСЯ СОЛЬ

1) сульфат натрия 2) карбонат натрия 3) сульфид натрия 4) хлорид аммония

27. МЕТАН ВЫДЕЛЯЕТСЯ ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ ВОДОЙ КАРБИДА, КОТОРОМУ СООТВЕТСТВУЕТ ФОРМУЛА

1) СаС 2 2) Al 4 C 3 3) Ag 2 C 2 4) Mg 3 C 2

28. ФОРМУЛА СОЛИ, КОТОРАЯ НЕ ПОДВЕРГАЕТСЯ ГИДРОЛИЗУ

1) Na 2 CO 3 2) NaF 3) BaCl 2

Источник

Растворе алюминия сульфат имеет среду

Установите соответствие между названием соли и реакцией среды её водного раствора: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

A) сульфат алюминия

Б) карбонат калия

Г) нитрат железа (III)

3) нейтральная

НАЗВАНИЕ СОЛИ	РЕАКЦИЯ СРЕДЫ

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A) сульфат алюминия — соль слабого основания и сильной кислоты — гидролиз по катиону, среда раствора кислая.

Б) карбонат калия — соль сильного основания и слабой кислоты — гидролиз по аниону, среда раствора щелочная.

B) хлорид бария — соль сильного основания и сильной кислоты — гидролизу не подвергается, среда раствора нейтральная.

Г) нитрат железа (III) — соль слабого основания и сильной кислоты — гидролиз по катиону, среда раствора кислая.

Установите соответствие между формулой соли и её отношением к гидролизу: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ОТНОШЕНИЕ К ГИДРОЛИЗУ

A)

Б)

B)

Г)

1) гидролизуется по катиону

2) гидролизуется по аниону

3) не гидролизуется

4) гидролизуется как по катиону, так и по аниону

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Eсли растворимая соль образована сильной кислотой и слабым основанием, то она гидролизуется по катиону (части слабого основания). Например,

В результате раствор имеет кислую среду (избыток ионов водорода).

Eсли растворимая соль образована слабой кислотой и сильным основанием, то она гидролизуется по аниону (части слабой кислоты). Например,

В результате раствор имеет щелочную среду (избыток гидроксид-ионов).

Соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуется, среда нейтральная.

Растворимая соль, образованная слабой кислотой и слабым основанием, гидролизуется и по катиону, и по аниону.

Нерастворимые соли гидролизу не подвергаются.

А) Перхлорат калия — образован сильным основанием и сильной кислотой — гидролиза нет (3).

Б) Сульфид меди (II) — нерастворимая соль — гидролиза нет (3).

В) Ацетат аммония — образован слабой кислотой и слабым основанием — гидролизуется и по катиону, и по аниону (4).

г) Карбонат натрия — образован слабой кислотой и сильным основанием — гидролиз по аниону (2).

Источник

1.4.7. Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.

Для того, чтобы понять, что такое гидролиз солей, вспомним для начала, как диссоциируют кислоты и щелочи.

Общим между всеми кислотами является то, что при их диссоциации обязательно образуются катионы водорода (Н + ), при диссоциации же всех щелочей всегда образуются гидроксид-ионы (ОН − ).

В связи с этим, если в растворе, по тем или иным причинам, больше ионов Н + говорят, что раствор имеет кислую реакцию среды, если ОН − — щелочную реакцию среды.

Если с кислотами и щелочами все понятно, то какая же реакция среды будет в растворах солей?

На первый взгляд, она всегда должна быть нейтральной. И правда же, откуда, например, в растворе сульфида натрия взяться избытку катионов водорода или гидроксид-ионов. Сам сульфид натрия при диссоциации не образует ионов ни одного, ни другого типа:

Тем не менее, если бы перед вами оказались, к примеру, водные растворы сульфида натрия, хлорида натрия, нитрата цинка и электронный pH-метр (цифровой прибор для определения кислотности среды) вы бы обнаружили необычное явление. Прибор показал бы вам, что рН раствора сульфида натрия больше 7, т.е. в нем явный избыток гидроксид-ионов. Среда раствора хлорида натрия оказалась бы нейтральной (pH = 7), а раствора Zn(NO₃)₂ кислой.

Единственное, что соответствует нашим ожиданиям – это среда раствора хлорида натрия. Она оказалась нейтральной, как и предполагалось.

Но откуда же взялся избыток гидроксид-ионов в растворе сульфида натрия, и катионов-водорода в растворе нитрата цинка?

Попробуем разобраться. Для этого нам нужно усвоить следующие теоретические моменты.

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания. Кислоты и основания делятся на сильные и слабые. Напомним, что сильными называют те кислоты, и основания, степень диссоциации, которых близка к 100%.

примечание: сернистую (H₂SO₃) и фосфорную (H₃PO₄) чаще относят к кислотам средней силы, но при рассмотрении заданий по гидролизу нужно относить их к слабым.

Кислотные остатки слабых кислот, способны обратимо взаимодействовать с молекулами воды, отрывая от них катионы водорода H + . Например, сульфид-ион, являясь кислотным остатком слабой сероводородной кислоты, взаимодействует с ней следующим образом:

S 2- + H₂O ↔ HS − + OH −

Как можно видеть, в результате такого взаимодействия образуется избыток гидроксид-ионов, отвечающий за щелочную реакцию среды. То есть кислотные остатки слабых кислот увеличивают щелочность среды. В случае растворов солей содержащих такие кислотные остатки говорят, что для них наблюдается гидролиз по аниону.

Кислотные остатки сильных кислот, в отличие от слабых, с водой не взаимодействуют. То есть они не оказывают влияния на pH водного раствора. Например, хлорид-ион, являясь кислотным остатком сильной соляной кислоты, с водой не реагирует:

То есть, хлорид-ионы, не влияют на pН раствора.

Из катионов металлов, так же с водой способны взаимодействовать только те, которым соответствуют слабые основания. Например, катион Zn 2+ , которому соответствует слабое основание гидроксид цинка. В водных растворах солей цинка протекают процессы:

Zn 2+ + H₂O ↔ Zn(OH) + + H +

Zn(OH) + + H₂O ↔ Zn(OH) + + H +

Как можно видеть из уравнений выше, в результате взаимодействия катионов цинка с водой, в растворе накапливаются катионы водорода, повышающие кислотность среды, то есть понижающие pH. Если в состав соли, входят катионы, которым соответствуют слабые основания, в этом случае говорят что соль гидролизуется по катиону.

Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой не взаимодействуют. Например, катиону Na + соответствует сильное основание – гидроксид натрия. Поэтому ионы натрия с водой не реагируют и никак не влияют на pH раствора.

Таким образом, исходя из вышесказанного соли можно разделить на 4 типа, а именно, образованные:

1) сильным основанием и сильной кислотой,

Такие соли не содержат ни кислотных остатков, ни катионов металлов, взаимодействующих с водой, т.е. способных повлиять на pH водного раствора. Растворы таких солей имеют нейтральную реакцию среды. Про такие соли говорят, что они не подвергаются гидролизу.

2) сильным основанием и слабой кислотой

В растворах таких солей, с водой реагируют только кислотные остатки. Среда водных растворов таких солей щелочная, в отношении солей такого типа говорят, что они гидролизуются по аниону

Примеры: NaF, K₂CO₃, Li₂S и т.д.

3) слабым основанием и сильной кислотой

У таких солей с водой реагируют катионы, а кислотные остатки не реагируют – гидролиз соли по катиону, среда кислая.

4) слабым основанием и слабой кислотой.

С водой реагируют как катионы, так и анионы кислотных остатков. Гидролиз солей такого рода идет и по катиону, и по аниону. Нередко такие соли подвергаются необратимому гидролизу.

Что же значит то, что они необратимо гидролизуются?

Поскольку в данном случае с водой реагируют и катионы металла (или NH₄ + ) и анионы кислотного остатка, в раcтворе одновременно возникают и ионы H + , и ионы OH − , которые образуют крайне малодиссоциирующее вещество – воду (H₂O).

Это, в свою очередь, приводит к тому, что соли образованные кислотными остатками слабых оснований и слабых кислот не могут быть получены обменными реакциями, а только твердофазным синтезом, либо и вовсе не могут быть получены. Например, при смешении раствора нитрата алюминия с раствором сульфида натрия, вместо ожидаемой реакции:

Наблюдается следующая реакция:

Тем не менее, сульфид алюминия без проблем может быть получен сплавлением порошка алюминия с серой:

При внесении сульфида алюминия в воду, он также как и при попытке его получения в водном растворе, подвергается необратимому гидролизу.

Источник

Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная

Теория к заданию 23 из ЕГЭ по химии

Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная

Согласно теории электролитической диссоциации, в водном растворе частицы растворенного вещества взаимодействуют с молекулами воды. Такое взаимодействие может привести к реакции гидролиза (от греч. hydro — вода, lysis — распад, разложение).

Гидролиз — это реакция обменного разложения вещества водой.

Гидролизу подвергаются различные вещества: неорганические — соли, карбиды и гидриды металлов, галогениды неметаллов; органические — галогеналканы, сложные эфиры и жиры, углеводы, белки, полинуклеотиды.

Водные растворы солей имеют разные значения рН и различные типы сред — кислотную ($рН 7$), нейтральную ($рН = 7$). Это объясняется тем, что соли в водных растворах могут подвергаться гидролизу.

Сущность гидролиза сводится к обменному химическому взаимодействию катионов или анионов соли с молекулами воды. В результате этого взаимодействия образуется малодиссоциирующее соединение (слабый электролит). А в водном растворе соли появляется избыток свободных ионов $Н^<+>$ или $ОН^<->$, и раствор соли становится кислотным или щелочным соответственно.

Классификация солей

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания с кислотой. Например, соль $KClO$ образована сильным основанием $KOH$ и слабой кислотой $HClO$.

В зависимости от силы основания и кислоты можно выделить четыре типа солей.

Рассмотрим поведение солей различных типов в растворе.

1. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой.

Например, соль цианид калия $KCN$ образована сильным основанием $KOH$ и слабой кислотой $HCN$:

В водном растворе соли происходят два процесса:

1) незначительная обратимая диссоциация молекул воды (очень слабого амфотерного электролита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения

2) полная диссоциация соли (сильного электролита):

Образующиеся при этих процессах ионы $Н^<+>$ и $CN^<->$ взаимодействуют между собой, связываясь в молекулы слабого электролита — цианистоводородной кислоты $HCN$, тогда как гидроксид — ион $ОН^<->$ остается в растворе, обусловливая тем самым его щелочную среду. Происходит гидролиз по аниону $CN^<->$.

Запишем полное ионное уравнение происходящего процесса (гидролиза):

Этот процесс обратим, и химическое равновесие смещено влево (в сторону образования исходных веществ), т.к. вода — значительно более слабый электролит, чем цианистоводородная кислота $HCN$.

Уравнение показывает, что:

а) в растворе есть свободные гидроксид-ионы $ОН^<->$, и концентрация их больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли $KCN$ имеет щелочную среду ($рН > 7$);

б) в реакции с водой участвуют ионы $CN^<->$, в таком случае говорят, что идет гидролиз по аниону. Другие примеры анионов, которые участвуют в реакции с водой:

ФОРМУЛА СОЛИ

$HCOO^<–>, CH_3COO^<–>, NO_2^<–>$	от слабых кислот — муравьиной $HCOOH$, уксусной $CH_3COOH$, азотистой $HNO_2$
$S^<2->, CO_3^<2->, SO_3^<2->, PO_4^<3->$	от слабых кислот — сероводородной $H_2S$, угольной $H_2CO_3$, сернистой $H_2SO_3$, ортофосфорной $H_3PO_4$

Рассмотрим гидролиз карбоната натрия $Na_2CO_3$.

Происходит гидролиз соли по аниону $CO_3^<2->$.

Полное ионное уравнение гидролиза:

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Продукты гидролиза — кислая соль $NaHCO_3$ и гидроксид натрия $NaOH$.

Среда водного раствора карбоната натрия — щелочная ($рН > 7$), потому что в растворе увеличивается концентрация ионов $ОН^<->$. Кислая соль $NaHCO_3$ тоже может подвергаться гидролизу, который протекает в очень незначительной степени, и им можно пренебречь.

Подведем итог тому, что вы узнали о гидролизе по аниону:

а) по аниону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

б) химическое равновесие в таких реакциях сильно смещено влево;

в) реакция среды в растворах подобных солей щелочная ($рН > 7$);

г) при гидролизе солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, получаются кислые соли.

2. Соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием.

Рассмотрим гидролиз хлорида аммония $NH_4Cl$.

В водном растворе соли происходят два процесса:

1) незначительная обратимая диссоциация молекул воды (очень слабого амфотерного электролита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения:

2) полная диссоциация соли (сильного электролита):

Образующиеся при этом ионы $OH^<->$ и $NH_4^<+>$ взаимодействуют между собой с получением $NH_3·H_2O$ (слабый электролит), тогда как ионы $Н^<+>$ остаются в растворе, обусловливая тем самым его кислотную среду.

Полное ионное уравнение гидролиза:

Процесс обратим, химическое равновесие смещено в сторону образования исходных веществ, т.к. вода $Н_2О$ — значительно более слабый электролит, чем гидрат аммиака $NH_3·H_2O$.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Уравнение показывает, что:

а) в растворе есть свободные ионы водорода $Н^<+>$, и их концентрация больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли имеет кислотную среду ($рН 7) гидролиз по катиону — среда раствора кислотная (рН 7.5$, то в нее вносят удобрение сульфат аммония $(NH_4)_2SO_4$, которое способствует повышению кислотности благодаря гидролизу по катиону, проходящему в почве:

Неоценима биологическая роль гидролиза некоторых солей, входящих в состав нашего организма. Например, в состав крови входят соли гидрокарбонат и гидрофосфат натрия. Их роль заключается в поддержании определенной реакции среды. Это происходит за счет смещения равновесия процессов гидролиза:

Если в крови избыток ионов $Н^<+>$, они связываются с гидроксид-ионами $ОН^<->$, и равновесие смещается вправо. При избытке гидроксид-ионов $ОН^<->$ равновесие смещается влево. Благодаря этому кислотность крови здорового человека колеблется незначительно.

Другой пример: в составе слюны человека есть ионы $HPO_4^<2->$. Благодаря им в полости рта поддерживается определенная среда ($рН=7-7.5$).

Источник