Номер 718, страница 120 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

718. Укажите все частицы, которые присутствуют в разбавленном водном растворе каждого из следующих веществ: $H_2S$, $H_2SO_4$, $KOH$, $CuSO_4$.

Решение

Для определения всех частиц, присутствующих в разбавленном водном растворе, необходимо учесть диссоциацию (или ее отсутствие) растворенного вещества, а также автодиссоциацию самого растворителя — воды. Вода в очень незначительной степени диссоциирует на ионы $H^+$ и $OH^-$, поэтому эти частицы присутствуют в любом водном растворе.

$H_2S$

Сероводород ($H_2S$) — это слабая двухосновная кислота. В водном растворе она диссоциирует обратимо и ступенчато. Так как это слабый электролит, основная часть вещества будет находиться в виде недиссоциированных молекул $H_2S$.

Уравнения диссоциации:

1-я ступень: $H_2S \rightleftharpoons H^+ + HS^-$

2-я ступень (протекает в значительно меньшей степени): $HS^- \rightleftharpoons H^+ + S^{2-}$

В растворе также присутствуют молекулы воды и ионы от ее автодиссоциации ($H^+$ и $OH^-$). Таким образом, в растворе находятся молекулы воды, молекулы сероводорода и ионы $H^+$, $HS^-$, $S^{2-}$, $OH^-$.

Ответ: $H_2O$, $H_2S$, $H^+$, $HS^-$, $S^{2-}$, $OH^-$.

$H_2SO_4$

Серная кислота ($H_2SO_4$) — сильная двухосновная кислота. Диссоциация по первой ступени протекает полностью, а по второй — частично (обратимо), так как гидросульфат-ион $HSO_4^-$ является слабой кислотой.

Уравнения диссоциации:

1-я ступень: $H_2SO_4 \rightarrow H^+ + HSO_4^-$

2-я ступень: $HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$

Поскольку первая диссоциация полная, молекул $H_2SO_4$ в разбавленном растворе практически нет. Из-за высокой концентрации ионов $H^+$, диссоциация воды сильно подавлена, но ионы $OH^-$ всё же присутствуют в очень малом количестве.

Ответ: $H_2O$, $H^+$, $HSO_4^-$, $SO_4^{2-}$, $OH^-$.

$KOH$

Гидроксид калия ($KOH$) — сильное основание (щёлочь). Является сильным электролитом и в водном растворе диссоциирует полностью.

Уравнение диссоциации:

$KOH \rightarrow K^+ + OH^-$

Недиссоциированных молекул $KOH$ в растворе нет. Из-за высокой концентрации ионов $OH^-$, диссоциация воды подавлена, но ионы $H^+$ в минимальном количестве присутствуют.

Ответ: $H_2O$, $K^+$, $OH^-$, $H^+$.

$CuSO_4$

Сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — это соль, сильный электролит. В воде полностью диссоциирует на ионы.

Уравнение диссоциации:

$CuSO_4 \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

Ион меди $Cu^{2+}$ является катионом слабого основания ($Cu(OH)_2$), поэтому он подвергается гидролизу по катиону, создавая в растворе кислую среду:

$Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^+ + H^+$

Сульфат-ион $SO_4^{2-}$ является анионом сильной кислоты, поэтому гидролизу практически не подвергается. В растворе присутствуют молекулы воды, основные ионы от диссоциации соли, а также продукты гидролиза и ионы от диссоциации воды.

Ответ: $H_2O$, $Cu^{2+}$, $SO_4^{2-}$, $CuOH^+$, $H^+$, $OH^-$.