Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §10

Химические свойства оснований как электролитов

Стр. 48

Вопросы

1. Какие электролиты называют основаниями?

Основаниями называют электролиты, которые при диссоциации в водном растворе образуют гидроксид-ионы (OH⁻) в качестве единственных анионов. Они имеют общую формулу Me(OH) или Me(OH)ₙ, где Me — катион металла.

Примеры:

(NaOH → Na⁺ + OH⁻),

(Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻).

К основанием относятся как щелочи (растворимые основания), так и нерастворимые основания, например, Fe(OH)₃.

2. Какие ионы образуются при диссоциации щелочей?

При диссоциации щелочей в водном растворе образуются два вида ионов:

— Катионы металла (например, Na⁺, K⁺, Ba²⁺),

— Гидроксид-ионы OH⁻, которые определяют щелочную реакцию среды.

Примеры уравнений:

(NaOH → Na⁺ + OH⁻),

(Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻).

Стр. 50

Подумай, ответь, выполни

1. Что представляют собой основания с точки зрения теории электролитической диссоциации?

С точки зрения теории электролитической диссоциации, основания — это вещества, которые при растворении в воде диссоциируют (распадаются) на катионы металлов и гидроксид-ионы (OH⁻). При этом только растворимые основания (щёлочи) образуют ионы в водном растворе. Например:

(NaOH → Na⁺ + OH⁻),

(Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻).

Таким образом, основания являются электролитами, проводящими электрический ток благодаря наличию ионов.

2. Какие ионы образуются при диссоциации всех растворимых оснований? Подтвердите свой ответ уравнениями диссоциации.

При диссоциации всех растворимых оснований (щёлочей) в растворе всегда образуются катионы металлов и анионы OH⁻ (гидроксид-ионы). Это общее свойство всех щёлочей. Примеры уравнений:

(KOH → K⁺ + OH⁻),

(Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻),

(LiOH → Li⁺ + OH⁻).

Гидроксид-ионы OH⁻ определяют щелочную среду и обусловливают химические свойства растворов щелочей.

3. Почему все щёлочи одинаково изменяют окраску индикаторов?

Все щёлочи содержат в растворе одинаковый ион — гидроксид-ион (OH⁻). Именно он вызывает щелочную реакцию среды и влияет на изменение окраски индикаторов. Например, в растворе щёлочи фенолфталеин становится малиновым, лакмус — синим, универсальный индикатор — зелёным или синим. Так как все щёлочи содержат OH⁻, эффект на индикаторы будет одинаковым.

4. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции между растворами:

а) гидроксида кальция и соляной кислоты;

б) гидроксида калия и нитрата меди(II);

в) гидроксида натрия и нитрата аммония.

а) Молекулярное уравнение:

(Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O)

Полное ионное уравнение:

(Ca²⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + 2Cl⁻ → Ca²⁺ + 2Cl⁻ + 2H₂O)

Сокращённое ионное уравнение:

(2OH⁻ + 2H⁺ → 2H₂O)

б) Молекулярное уравнение:

(2KOH + Cu(NO₃)₂ → Cu(OH)₂↓ + 2KNO₃)

Полное ионное уравнение:

(2K⁺ + 2OH⁻ + Cu²⁺ + 2NO₃⁻ → Cu(OH)₂↓ + 2K⁺ + 2NO₃⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂↓)

в) Молекулярное уравнение:

(NaOH + NH₄NO₃ → NH₃↑ + H₂O + NaNO₃)

Полное ионное уравнение:

(Na⁺ + OH⁻ + NH₄⁺ + NO₃⁻ → NH₃↑ + H₂O + Na⁺ + NO₃⁻)

Сокращённое ионное уравнение:

(NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃↑ + H₂O)

5. Составьте не менее двух молекулярных уравнений для каждого из приведённых сокращённых ионных уравнений реакции.

а) N₂O₅ + 2OH⁻ = 2NO₃⁻ + H₂O

б) Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O

в) Zn²⁺ + 2OH⁻ = Zn(OH)₂

г) Zn(OH)₂ + 2OH⁻ = [Zn(OH)₄]²⁻

а) N₂O₅ + 2OH⁻ = 2NO₃⁻ + H₂O

(N₂O₅ + 2NaOH → 2NaNO₃ + H₂O)

(N₂O₅ + 2KOH → 2KNO₃ + H₂O)

б) Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O

(Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O)

(Al(OH)₃ + 3HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3H₂O)

в) Zn²⁺ + 2OH⁻ = Zn(OH)₂

(ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + 2NaCl)

(ZnSO₄ + 2KOH → Zn(OH)₂↓ + K₂SO₄)

г) Zn(OH)₂ + 2OH⁻ = [Zn(OH)₄]²⁻

(Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄])

(Zn(OH)₂ + 2KOH → K₂[Zn(OH)₄])

6. Дан водный раствор гидроксида лития.

Составьте уравнение его электролитической диссоциации.

Опишите, какие частицы и в каком мольном соотношении участвуют в процессе. При формулировании ответа используйте не менее трёх химических понятий из предложенного перечня: кристаллическая решётка/вид связи, ион, диссоциация, катион/анион, полярная молекула, моль.

Уравнение электролитической диссоциации:

(LiOH → Li⁺ + OH⁻)

При растворении гидроксида лития (LiOH) в воде его кристаллическая решётка разрушается под действием полярных молекул воды. В результате происходит электролитическая диссоциация: в растворе образуются катионы лития (Li⁺) и гидроксид-ионы (OH⁻). Процесс можно описать уравнением: (LiOH → Li⁺ + OH⁻).

В этом процессе участвуют ионы в мольном соотношении 1:1: один моль LiOH даёт один моль катионов Li⁺ и один моль анионов OH⁻. Таким образом, в растворе увеличивается концентрация ионов, благодаря чему раствор проводит электрический ток.

Стр. 51

Тестовые задания

1. Электролиты, которые при диссоциации в качестве анионов образуют только гидроксид-ионы, называют

1. кислотами

2. солями

3. щелочами

4. нет правильного ответа

Ответ: 3) щелочами

Пояснение:

Щелочи — это растворимые в воде основания. При электролитической диссоциации они распадаются на катионы металла и анионы OH⁻. Только щелочи дают в растворе исключительно гидроксид-ионы (OH⁻) в качестве анионов. Например:

(NaOH → Na⁺ + OH⁻),

(KOH → K⁺ + OH⁻).

Кислоты и соли при диссоциации дают другие ионы (например, H⁺, SO₄²⁻, NO₃⁻ и др.), а не только OH⁻.

2. В соответствии со схемой Me(OH)₂ = Me²⁺ + 2OH⁻ диссоциирует вещество

1. Mg(OH)₂

2. (CuOH)₂CO₃

3. Ba(OH)₂

4. Fe(OH)₂

Ответ: 1) Mg(OH)₂

Пояснение:

В данной схеме металл Me образует двухвалентный катион (Me²⁺), а основание содержит два гидроксид-иона OH⁻. Это соответствует диссоциации основания вида Me(OH)₂. Из всех предложенных веществ только Mg(OH)₂ подходит под это условие.

Ba(OH)₂ — тоже соответствует уравнению, но оно даёт при диссоциации Ba²⁺ + 2OH⁻, однако Ba(OH)₂ — щелочь, а Mg(OH)₂ — малорастворимое основание, и его чаще приводят как пример в общем уравнении.

(CuOH)₂CO₃ — это основная соль, а не простое основание, и она не диссоциирует по данной схеме.

Fe(OH)₂ — подходит по валентности, но в воде практически не растворяется и в стандартных уравнениях диссоциации часто не используется.