Решение задачи: Гидролиз солей

Соотнесите соль с типом её гидролиза в водных растворах:

Для определения типа гидролиза соли необходимо знать, из каких кислоты и основания она образована. Различают четыре основных типа солей и, соответственно, четыре типа гидролиза:

1. Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой. Такая соль не гидролизуется, так как ни катион, ни анион не способны связывать ионы воды. Раствор нейтральный (pH ≈ 7).
2. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз идёт по аниону (анион слабой кислоты). Раствор щелочной (pH > 7).
3. Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз идёт по катиону (катион слабого основания). Раствор кислый (pH < 7).
4. Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой. Гидролиз идёт и по катиону, и по аниону. Реакция среды зависит от относительной силы слабого основания и слабой кислоты.

Рассмотрим каждую соль:

1. \(AlCl_3\) (Хлорид алюминия)

• Образована:
  • Основанием: \(Al(OH)_3\) (гидроксид алюминия) – слабое основание.
  • Кислотой: \(HCl\) (соляная кислота) – сильная кислота.
• Тип гидролиза: Гидролиз идёт по катиону (катион \(Al^{3+}\)).
• Уравнение гидролиза (первая ступень):
\[Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)^{2+} + H^+\]

или в молекулярном виде:

\[AlCl_3 + H_2O \rightleftharpoons Al(OH)Cl_2 + HCl\]
• Среда раствора: кислая (pH < 7).

Вывод: \(AlCl_3\) — гидролиз по катиону.

2. \(Na_3PO_4\) (Фосфат натрия)

• Образована:
  • Основанием: \(NaOH\) (гидроксид натрия) – сильное основание.
  • Кислотой: \(H_3PO_4\) (фосфорная кислота) – слабая кислота.
• Тип гидролиза: Гидролиз идёт по аниону (анион \(PO_4^{3-}\)).
• Уравнение гидролиза (первая ступень):
\[PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-\]

или в молекулярном виде:

\[Na_3PO_4 + H_2O \rightleftharpoons Na_2HPO_4 + NaOH\]
• Среда раствора: щелочная (pH > 7).

Вывод: \(Na_3PO_4\) — гидролиз по аниону.

3. \(KNO_3\) (Нитрат калия)

• Образована:
  • Основанием: \(KOH\) (гидроксид калия) – сильное основание.
  • Кислотой: \(HNO_3\) (азотная кислота) – сильная кислота.
• Тип гидролиза: Не гидролизуется.
• Среда раствора: нейтральная (pH ≈ 7).

Вывод: \(KNO_3\) — не гидролизуется.

4. \((NH_4)_2SO_3\) (Сульфит аммония)

• Образована:
  • Основанием: \(NH_4OH\) (гидроксид аммония) – слабое основание.
  • Кислотой: \(H_2SO_3\) (сернистая кислота) – слабая кислота.
• Тип гидролиза: Гидролиз идёт и по катиону, и по аниону.
• Уравнения гидролиза:
  • По катиону: \(NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+\)
  • По аниону: \(SO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSO_3^- + OH^-\)
• Среда раствора: Зависит от относительной силы слабого основания и слабой кислоты. В данном случае, \(H_2SO_3\) является более сильной кислотой, чем \(NH_4OH\) является основанием, поэтому раствор будет слабощелочным. Однако, для школьного уровня достаточно указать, что гидролиз идёт и по катиону, и по аниону.

Вывод: \((NH_4)_2SO_3\) — гидролиз и по катиону, и по аниону.

Итоговое соотнесение:

• \(AlCl_3\) — гидролиз по катиону
• \(Na_3PO_4\) — гидролиз по аниону
• \(KNO_3\) — не гидролизуется
• \((NH_4)_2SO_3\) — гидролиз и по катиону, и по аниону