Свойства какого класса электролитов описаны приведенными ионными уравнениями
Определение
Электролитами называют вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток.
К электролитам относят большинство неорганических соединений и растворимые соли органических кислот. Большинство органических соединений не проводят электрический ток и относятся к неэлектролитам.
Согласно теории электролитической диссоциации, предложенной С. Аррениусом, для количественной оценки диссоциации используют количественный показатель — степень диссоциации.
Определение
Степень диссоциации ($alpha$) – это отношение числа частиц, распавшихся на ионы $(N_{textrm{общ}})$ к общему числу частиц, введенных в раствор$(N_{textrm{дисс.}})$:
$alpha =dfrac{N_{textrm{дисс.}}}{N_{textrm{общ}}}$
Степень диссоциации зависит от следующих факторов:
от концентрации раствора слабого электролита. При разбавлении водой степень диссоциации всегда увеличивается, т.к. увеличивается число молекул растворителя ($H_2O$) на одну молекулу растворенного вещества. По принципу Ле Шателье равновесие электролитической диссоциации в этом случае должно сместиться в направлении образования продуктов, т.е. гидратированных ионов.
от температуры раствора. Обычно при увеличении температуры степень диссоциации растет, т.к. активируются связи в молекулах, они становятся более подвижными и легче ионизируются.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
По степени диссоциации электролиты делятся на сильные ($alpha > 30%$) и слабые ($alpha < 30%$).
Все растворимые соли ( в том числе соли органических кислот) являются сильными электролитам. Кроме того, электролитами являются растворы кислот и щелочей (растворимых оснований), при этом сила кислот и оснований зависит от степени диссоциации:
| Электролиты | ||
|---|---|---|
| Сильные $alpha$ >30% | Слабые $alpha$ < 30% | |
кислоты |
|
|
| основания |
|
|
Определение
Сильные электролиты — это такие электролиты, которые в водных растворах (даже концентрированных) практически полностью диссоциируют на ионы. Степень диссоциации .стремится к единице (100%)
Сильные электролиты диссоциируют практически необратимо, поэтому в их водных растворах не содержится исходных молекул или негидратированных ионов, в уравнении диссоциации используют символ «$ rightarrow$»
Определение
Слабые электролиты — не полностью диссоциируют на ионы в водных растворах. Их степень диссоциации значительно меньше единицы, а в большинстве случаев стремится к нулю
Диссоциация слабых электролитов обратима, то есть одновременно с ней протекает и противоположный процесс – ассоциация, в уравнении используют символ «$Leftrightarrow$»
В растворах слабых электролитов преобладают не ионы, а недиссоциированные молекулы. Именно этим, например, объясняется, что растворы уксусной кислоты сохраняют запах даже при сильном разбавлении водой (обонятельные рецепторы реагируют на молекулы веществ, а не на ионы).
С точки зрения теории электролитической диссоциации можно рассматривать строение и свойства кислот, оснований и солей.
Определение
Кислоты — это электролиты, которые в растворе диссоциируют с образованием катионов только одного типа — гидратированных ионов водорода.
Диссоциация сильных кислот протекает в одну стадию, то есть одноступенчато, с одновременным отщеплением всех катионов водорода:
$H_2SO_4 rightarrow hspace{4pt} 2H^+ + SO_4^{2-}$
$HNO_3 rightarrow hspace{4pt} H^+ + NO_3^{-}$
Слабые кислоты диссоциируют многоступенчато (число ступеней диссоциации = числу атомов Н в кислоте):
I) $H_2CO_3 Leftrightarrow hspace{4pt} H^+ + HCO_3^{-}$ гидрокарбонат-ион
II) $HCO_3^{-} Leftrightarrow hspace{4pt} H^+ + CO_3^{2-}$ карбонат-ион
Определение
Основания — это электролиты, которые в растворе диссоциируют с образованием в качестве отрицательных ионов только гидроксид-анионов.
Диссоциация сильных оснований протекает в одну стадию, то есть одноступенчато при этом происходит отщепление сразу всех гидроксо-групп:
$NaOH rightarrow Na^+ + OH^-$
$Ca(OH)_2 rightarrow Ca^{2+} + 2OH^-$
Слабые основания диссоциируют многоступенчато (число ступеней = числу гидроксильных групп):
I) $Cr(OH)_3 Leftrightarrow hspace{4pt} OH^- + Cr(OH)_2^+$ катион дигидроксохрома (III)
II) $Cr(OH)_2^+ Leftrightarrow hspace{4pt} OH^- + Cr(OH)^{2+}$ катион гидроксохрома (III)
III) $Cr(OH)^{2+} Leftrightarrow hspace{4pt} OH^- + Cr^{3+}$ катион хрома (III)
Определение
Соли — это электролиты, которые диссоциируют в растворе с образованием катиона металла и аниона кислотного остатка:
$mathrm{NaOH rightarrow Na^+ + OH^–}$
$mathrm{K_2SO_4 rightarrow 2K^+ + SO_4^{2–}}$.
Кислые соли диссоциируют с образованием катиона металла и сложного аниона, состоящего из водорода и кислотного остатка. Сложный анион затем диссоциирует на катион водорода и анион кислотного остатка:
I) $KH_2PO_4Leftrightarrow hspace{4pt} K^+ + H_2PO_4^{-} +$ дигидрофосфат-ион
II) $H_2PO_4^- Leftrightarrow hspace{4pt} H^+ + HPO_4^{2-}$ гидрофосфат-ион
III) $HPO_4^{2-}Leftrightarrow hspace{4pt} H^+ + PO_4^{3-}$ фосфат-ион
Основные соли диссоциируют с образованием аниона кислотного остатка и сложного катиона, состоящего из гидроксогруппы и металла. Сложный катион затем диссоциирует на гидроксид-ион и катион металла:
I) $(Fe(OH)_2)_2SO_4Leftrightarrow hspace{4pt} SO_4^{2-} + 2Fe(OH)_2^+$ катион дигидроксожелеза (III)
II) $Fe(OH)_2^+ Leftrightarrow hspace{4pt} OH^- + Fe(OH)^{2+}$ катион гидроксожелеза (III)
III) $Fe(OH)^{2+} Leftrightarrow hspace{4pt} OH^- + Fe^{3+}$ катион железа (III)
1-й уровень
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: кислот.
Б. Для любого из приведенных ионных уравнений (по выбору) запишите два молекулярных уравнения.
Ответ: FeO+2HCl=H₂O+FeCl₂
FeO+2HNO₃=Fe(NO₃)₂+H₂O2-й уровень.
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: кислот
Б. Закончите ионные уравнения.
В. Для одного из законченных и одного из незаконченных в задании ионных уравнений (по выбору) запишите по одному молекулярному уравнению.3-й уровень.
Даны левые части ионных уравнений химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Б. Допишите ионные уравнения.
В. Конкретизируйте каждое из ионных уравнений одним молекулярным уравнением.
1-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ кальция.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: 2Ca+O₂=2CaO; CaO+H₂O=Ca(OH)₂; Ca(OH)₂+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+2H₂O
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
Ответ: в первой реакции ба– восстановитель; кислород – окислитель; в результате последней реакции соль диссоциирует на ионы и остаются 2 молекулы воды.3-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Б. Заполните пропуски звеньев в этой цепочке.
В. Запишите молекулярные уравнения реакций превращений.
Ответ: Si+O₂=SiO₂; SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O; Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃; H₂SiO₃=SiO₂+H₂O; SiO₂=Si+O₂; H₂SiO₃+2Na=Na₂SiO₃+H₂
Г. Рассмотрите уравнения в свете ОВР и в свете ТЭД там, где это имеет место.
Ответ: 1) кремний – восстановитель; кислород – окислитель; 2) соль диссоциирует и образуется вода; 3) кислота выпадает в осадок и соль диссоциирует; 4) оксид и вода не диссоциирует; 5) кремний – окислитель и кислород восстановитель; 6) Na – восстановитель; H – окислитель.
Задание 3 (дополнительное)
Запишите одно (1-й уровень), два (2-й уровень), три (3-й уровень) ионных и молекулярных уравнений реакций получения сульфата железа (III).
3H₂SO₄+2Fe=Fe₂(SO₄)₃+3H₂
3H₂SO₄+Fe₂O₃=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
3H₂SO₄+2Fe(OH)₃=Fe₂(SO₄)₃+6H₂O
1-й уровень
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: оснований
Б. Для любого из приведенных ионных уравнений (по выбору) запишите два молекулярных уравнения.2-й уровень
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: оснований
Б. Закончите ионные уравнения.
В. Для одного из законченных и одного из незаконченных в задании ионных уравнений (по выбору) запишите по одному молекулярному уравнению.3-й уровень
Даны левые части ионных уравнений химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: оснований
Б. Допишите ионные уравнения.
В. Конкретизируйте каждое из ионных уравнений одним молекулярным уравнением.1-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: серы.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: S+O₂=SO₂; SO₂+H₂O=H₂SO₃; H₂SO₃+2K=K₂SO₃+H₅
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
Ответ: в первой реакции сера-восстановитель и кислород окислитель. В последней реакции соль диссоциирует и выделяет водород.2-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: серы.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: S+O₂=SO; SO₂+H₂O=H₂SO₃; H₂SO₃+Na=Na₂SO₃+H₂; Na₂SO₃=SO₂+Na₂O
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
Ответ: в первой реакции сера восстановитель и кислород окислитель. В последней реакции оба оксида нерастворимы.3-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: меди.
Б. Заполните пропуски звеньев в этой цепочке.
В. Запишите молекулярные уравнения реакций превращений.
Ответ: 2Cu+O₂=2CuO; CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O; CuSO₄+2NaOH=Cu(OH) ₂+Na₂SO₄; Cu(OH)₂=CuO+H₂O; 2CuO=2Cu+O₂
Г. Рассмотрите уравнения в свете ОВР и в свете ТЭД там, где это имеет место.
Ответ: 1) медь – восстановитель и кислород окислитель; 2) соль диссоциирует и вода; 3) соль растворяется и основание выпадает в осадок; 4) оба оксида нерасторимы; 5) остаются медь и кислород.
Задание 3 (дополнительное)
Запишите одно (1-й уровень), два (2-й уровень), три (3-й уровень) ионных и молекулярных уравнений реакций получения хлорида бария.
Ответ: HCl+Ba=BaCl₂+H₂
2HCl+BaSO₄=BaCl₂+H₂SO₄
SrCl₂+BaSO₄=BaCl₂+SrSO₄
1-й уровень
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства каких классов электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: солей
Б. Для любого из приведенных ионных уравнений (по выбору) запишите два молекулярных уравнения.2-й уровень
Даны ионные уравнений химических реакций:
А. Свойства каких классов электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: солей.
Б. Закончите ионные уравнения.
В. Для одного из законченных и одного из незаконченных в задании ионных уравнений (по выбору) запишите по одному молекулярному уравнению.3-й уровень
Даны левые части ионных уравнений химических реакций:
А. Свойства каких классов электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: солей.
Б. Допишите ионные уравнения.
В. Конкретизируйте их молекулярными уравнениями.
1-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: лития.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: 4Li+O₂=2Li₂O; Li₂O+H₂O=2LiOH; 2LiOH+H₂SO₄=Li₂SO₄+2H₂O
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
Ответ: в первой реакции литий восстановитель и кислород окислитель. В последней реакции соль растворима и остаются 2 молекулы воды.2-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: лития.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: 4Li+O₂=2Li₂O; Li₂O+H₂O=2LiOH; LiOH+HCl=LiCl+H₂O; LiCl+HNO₃=LiNO₃+H₂O
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
В первой реакции литий восстановитель и кислород окислитель. В последней реакции соль растворима и остается вода.3-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: лития.
Б. Заполните пропуски звеньев в этой цепочке.
В. Запишите молекулярные уравнения для реакций ионного обмена.
Ответ: 4Li+O₂=2Li₂O; Li₂O+H₂O=2LiOH; LiOH+HCl=LiCl+H₂O; 2LiOH+H₂SO₄=Li₂SO₄+2H₂O
Г. Там, где имеет место, рассмотрите уравнения в свете ОВР и в свете ТЭД.
Ответ: 1) литий восстановитель, кислород окислитель; 3) остается нерастворимой вода; 4) остается вода.
Задание 3 (дополнительное)
Запишите одно (1-й уровень), два (2-й уровень), три (3-й уровень) ионных и молекулярных уравнений реакций получения карбоната натрия.
Ответ: Na₂SO₄+BaCO₃=Na₂CO₃+BaSO₄
H₂CO₃+2NaCl=Na₂CO₃+2HCl
H₂CO₃+2Na=Na₂CO₃+H₂
1-й уровень
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: кислот.
Б. Для любого из приведенных ионных уравнений (по выбору) запишите два молекулярных уравнения.2-й уровень
Даны ионные уравнения химических реакций:
А. Свойства какого класса электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: кислот.
Б. Закончите ионные уравнения.
В. Для одного из законченных и одного из незаконченных в задании ионных уравнений (по выбору) запишите по одному молекулярному уравнению.3-й уровень
Даны левые части ионных уравнений химических реакций:
А. Свойства каких классов электролитов описаны этими ионными уравнениями?
Ответ: кислот.
Б. Допишите ионные уравнения.
В. Конкретизируйте ионные уравнения молекулярными уравнениями.1-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: фосфора.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: 4P+5O₂=2P₂O₅; P₂O₅+H₂O=H₃PO₄; 2H₃PO₄+6K=2K₃PO₄+3H₂
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
Ответ: в первой реакции фосфор восстановитель, кислород окислитель. В последней реакции соль растворима и остается водород.2-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: фосфора.
Б. Запишите молекулярные уравнения данных превращений.
Ответ: 4P+5O₂=2P₂O₅; P₂O₅+H₂O=H₃PO₄; 2H₃PO₄+6K=2K₃PO₄+3H₂; K₃PO₄+3AgCl=Ag₃PO₄+3KCl
В. Рассмотрите первую реакцию в свете ОВР, а последнюю – в свете ТЭД.
Ответ: в первой реакции фосфор восстановитель, кислород окислитель. В последней фосфат серебра выпадает в осадок.3-й уровень
Дана схема превращений:
А. Генетический ряд какого элемента описан цепочкой превращений?
Ответ: фосфора.
Б. Заполните пропуски звеньев в этой цепочке.
Ответ: 4P+5O₂=2P₂O₅; P₂O₅+H₂O=H₃PO₄; 2H₃PO₄+6K=2K₃PO₄+3H₂
K₃PO₄+3AgCl=Ag₃PO₄+3KCl; 2H₃PO₄+2Al=2AlPO₄+3H₂
В. Запишите молекулярные уравнения для реакций ионного обмена.
Г. Там, где это имеет место, рассмотрите уравнения в свете ОВР и в свете ТЭД.
Ответ: 1) фосфор восстановитель, кислород окислитель; 3) остается водород; 4) фосфат серебра выпадает в осадок; 5) нерастворимая соль и водород остаются.
Задание 3 (дополнительное)
Запишите одно (1-й уровень), два (2-й уровень), три (3-й уровень) ионных и молекулярных уравнения получения хлорида магния.
Ответ: 2HCl+Mg=MgCl₂+H₂; ZnCl₂+Mg=MgCl₂+Zn; 2NaCl+MgSO₄=MgCl₂+Na₂SO₄