Шкала рН

←усиление кислотности	усиление щелочности→
--0---1---2---3---4---5---6--	-7-	--8---9---10---11---12---13---14--

Произведение растворимости малорастворимого электролита.

Малорастворимые электролиты в растворе ионизированы. Величина ионного произведения при данной температуре постоянна, ее называют произведением растворимости ПР. В общем виде для электролита состава A _x B _y

ПР =[ A ^{y +} ] ^x ·[ B ^{x –} ] ^y . (4.14)

Соотношение между ПР и растворимостью (С, моль/дм³) представим на примере сульфида висмута (III):

Bi₂S_{3 (тв)} ↔ 2 Bi³⁺ _(р-р) + 3 S^2– _(р–р),

ПР(Bi₂S₃) = [ Bi³⁺ ] ² ·[ S^2– ] ³ = (2 С)² · (3 С)³= 108 С ⁵ = 1 ·10^–97.

Гидролиз солей – процесс их ионного обмена с молекулами воды, при котором образуются малодиссоциированные соединения.

CH₃COONa + H₂O ↔ CH₃COOH + NaOH,

CH₃COO^– + H₂O ↔ CH₃COOH + OH^– ,pH > 7.

NH₄Cl + H₂O ↔ NH₄OH + HCl,

NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₄OH + H⁺ , pH < 7.

Доля подвергшихся гидролизу молекул называется степенью гидролиза h; 0 < h ≤ 1. Гидролитическое равновесие подчиняется закону действующих масс. Константа гидролиза K_г представляет собой константу равновесия гидролиза, умноженную на постоянную 55,56 моль/дм³ (молярная концентрация Н₂О). Для гидролиза ацетата

. (4.15)

Аналогично можно показать, что для гидролиза соли слабого основания

. (4.16)

Для равновесия гидролиза справедливо соотношение, аналогичное закону Оствальда для диссоциации:

. (4.17)

Уравнение (4.17) применяют для расчета рН растворов солей, подверженных гидролизу. Например, для соли слабой кислоты

. (4.18)

Многозарядные ионы подвергаются гидролизу ступенчато:

Cr³⁺ + H₂O ↔ CrOH²⁺ + H⁺ ,

CrOH²⁺ + H₂O ↔ Cr(OH)₂⁺ + H⁺ ,

Cr(OH)₂⁺ + H₂O ↔ Cr(OH)₃ + H⁺ ;

CO₃^2– + H₂O ↔ HCO₃^– + OH^– ,

HCO₃^– + H₂O ↔ H₂CO₃ + OH^– .

Обычно равновесие устанавливается после протекания гидролиза по первой ступени.

При совместном гидролизе катионов и анионов процесс взаимно усиливается и протекает необратимо до образования конечных продуктов

2 Cr³⁺ + 3 CO₃^2– + 6 H₂O = 2 Cr(OH)₃↓ + 3 Н₂СО₃ ,

или точнее

2 Cr³⁺ + 3 CO₃^2– + 3 H₂O = 2 Cr(OH)₃↓ + 3 СО₂↑,

поскольку угольная кислота, будучи соединением неустойчивым, разлагается в момент образования.

Вариант 1

I. При какой температуре будет замерзать раствор 4,6 г С₂Н₅ОН (М _r = 46) в 0,1 дм³ воды (K _кр = 1,86)?

1) –0,19 °С; 2) –1,86 °С; 3) +1,86 °С; 4) +0,19 °С; 5) –18,6 °С.

II. Для слабого основания NН₄ОН K_Д = 1,8 ·10^–5. Вычислите концентрацию ионов ОН^– в 0,1-молярном водном растворе аммиака.

1) 1,34 ·10^–2 моль/дм³; 2) 4,24 ·10^–4 моль/дм³; 3) 4,24 ·10^–2 моль/дм³;

4) 1,34 ·10^–3 моль/дм³; 5) 7,45 ·10^–12 моль/дм³.

III. Рассчитайте величину рН раствора Н₂SО₄ с молярной концентрацией 5 ·10^–4 моль/дм³.

1) 4; 2) 3,3; 3) 10,7; 4) –3; 5) 3.

IV. Раcтворимость соли А₂В равна 0,2 г/дм³. Молярная масса ее – 200 г/моль. Вычислите значение ПР этой соли.

1) 1 ·10^–9; 2) 2 ·10^–9; 3) 4 ·10^–9; 4) 8 ·10^–3; 5) 1 ·10^–3.

V. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза солей Na₂S и NН₄NO₃.

Вариант 2

I. Ацетон кипит при 56 °С. При какой температуре будет кипеть раствор 23 г глицерина (М _r = 92) в 250 г ацетона, для которого эбуллиоскопическая постоянная Е равна 1,5?

1) 56,15 °С; 2) 98,5 °С; 3) 57,5 °С; 4) 55,85 °С; 5) 54,5 °С.

II. Степень диссоциации НF в 0,01-молярном растворе составляет 0,226. Рассчитайте величину константы диссоциации.

1) 5,1 ·10^–4; 2) 6,6 ·10^–6; 3) 2,3 ·10^–3; 4) 6,6 ·10^–4; 5) 5,1 ·10^–6.

III. Чему равна величина рН раствора Са(ОН)₂ при его молярной концентрации 5 ·10^–5 моль/дм³ ?

1) 9,4; 2) 4,0; 3) 9,7; 4) 10,0; 5) 4,3.

IV. Растворимость соли АВ₂, имеющей молярную массу 170 г/моль, составляет 1,7 ·10^–4 г/дм³. Вычислите значение ПР этой соли.

1) 4 ·10^–18; 2) 1 ·10^–12; 3) 1 ·10^–18; 4) 1 ·10^–6; 5) 5 ·10^–12.

V. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза солей Na₂SO₃ и FeCl₃.

Вариант 3

I. При какой температуре будет замерзать 10%-й (по массе) раствор этиленгликоля CH₂OH–CH₂OH (М _r = 62) в воде (K _кр = 1,86)?

1) –18,6 °С; 2) +3,33 °С; 3) –0,33 °С; 4) +0,33 °С; 5) –3,33 °С.

II. Определите концентрацию ионов Н⁺ в 0,01-молярном растворе НСN, если K_Д = 7,9 ·10^–10.

1) 8,9 ·10^–6 моль/дм³; 2) 8,9 ·10^–5 моль/дм³; 3) 2,8 ·10^–6 моль/дм³;

4) 8,9 ·10^–4 моль/дм³; 5) 2,8 ·10^–4 моль/дм³.

III. Чему равна концентрация ионов ОН^–, если рН = 8?

1) 8 ·10^–8 моль/дм³; 2) 1 ·10^–6 моль/дм³; 3) 0,125 моль/дм³;

4) 1 ·10^–8 моль/дм³; 5) 0,8 моль/дм³.

IV. Растворимость соли А₂В равна 5,1 ·10^–5 г/дм³, а молярная масса – 510 г/моль. Вычислите величину ПР этой соли.

1) 2 ·10^–21; 2) 2 ·10^–14; 3) 1 ·10^–21; 4) 4 ·10^–21; 5) 1 ·10^–14.

V. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза солей (NH₄)₂SO₃ и NaNO₂.

Вариант 4

I. При какой температуре закипит 5%-й (по массе) водный раствор КСl (М _r = 74,5), если считать диссоциацию соли полной? Эбуллиоскопическая постоянная воды Е равна 0,52.

1) 100,7 °С; 2) 99,7 °С; 3) 103,7 °С; 4) 99,3 °С; 5) 100,3 °С.

II. Степень диссоциации хлорноватистой кислоты НОСl в 0,001-молярном растворе равна 0,71%. Рассчитайте величину константы диссоциации.

1) 5,0 ·10^–2; 2) 5,0 ·10^–8; 3) 7,1 ·10^–6; 4) 5,0 ·10^–5; 5) 2,7 ·10^–3.

III. В 1 дм³ раствора содержится 0,37 г Са(ОН)₂ (М _r = 74). Чему равен водородный показатель этого раствора?

1) 2,0; 2) 10,0; 3) 12,0; 4) 2,3; 5) –2,3.

IV. Растворимость соли АВ₂ равна 2,8 · 10^–3 г/дм³, молярная масса ее – 280 г/моль. Вычислите величину ПР этой соли.

1) 1 ·10^–15; 2) 2 ·10^–15; 3) 4 ·10^–10; 4) 4 ·10^–15; 5) 2 ·10^–10.

V. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза солей Al₂(SO₄)₃ и NH₄Cl.

Вариант 5

I. В 250 см³ воды растворили 85,5 г неэлектролита. Раствор замерзает при температуре –1,86 °С. Чему равна молярная масса растворенного вещества (криоскопическая постоянная воды K _кр = 1,86)?

1) 85,5 г/моль; 2) 342 г/моль; 3) 171 г/моль; 4) 21 г/моль; 5) 60 г/моль.

II. Степень диссоциации азидоводорода HN₃ в 0,001-молярном растворе равна 0,149. Вычислите константу диссоциации этой кислоты.

1) 2,2 ·10^–5; 2) 2,6 ·10^–2; 3) 1,5 ·10^–4; 4) 2,6 ·10^–5; 5) 1,5 ·10^–7.

III. В 1 дм³ раствора содержится 0,49 г Н₂SO₄ (М _r = 98). Вычислите величину рН этого раствора.

1) 2,3; 2) 2,6; 3) 2,0; 4) –2,3; 5) 11,7.

IV. Растворимость соли А₂В равна 2,8 ·10^–4 г/дм³, молярная масса ее – 140 г/моль. Вычислите величину ПР.

1) 8 ·10^–18; 2) 3,2 ·10^–17; 3) 2 ·10^–6; 4) 4 ·10^–12; 5) 9 ·10^–11.

V. Напишите уравнения реакций гидролиза солей AlBr₃ и K₂S в молекулярной и ионно-молекулярной формах.

Вариант 6

I. При какой температуре будет замерзать раствор 18 г глюкозы С₆Н₁₂О₆ (М _r = 180) в 0,2 дм³ воды (K _кр = 1,86)?

1) 0,93 °С; 2) –9,3 °С; 3) –0,93 °С; 4) –0,46 °С; 5) –4,65 °С.

II. При какой концентрации муравьиной кислоты НСООН степень ее диссоциации будет равна 0,343, если K_Д = 1,8 ·10^–4?

1) 0,023 моль/дм³; 2) 0,008 моль/дм³; 3) 0,0015 моль/дм³;

4) 0,001 моль/дм³; 5) 0,0005 моль/дм³.

III. Рассчитайте величину рН 0,005-молярного раствора Ва(ОН)₂.

1) 2,0; 2) 5,0; 3) 2,3; 4) 11,7; 5) 12,0.

IV. Раcтворимость гидроксида Ме(ОН)₂ равна 1,9 ·10^–5 г/дм³, молярная масса – 95 г/моль. Вычислите значение ПР этого основания.

1) 3,2 ·10^–20; 2) 4 ·10^–14; 3) 8 ·10^–21; 4) 1 ·10^–21; 5) 2 ·10^–7.

V. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза солей Na₃PO₄ и ZnSO₄.

Вариант 7

I. При какой температуре будет замерзать раствор 13,8 г этанола С₂Н₅ОН (М _r = 46) в 0,2 дм³ воды (K _кр = 1,86)?

1) 0,28 °С; 2) 2,79 °С; 3) –0,28 °С; 4) –2,79 °С; 5) –13,9 °С.

II. Определите концентрацию ионов Н⁺ в 0,1-молярном растворе бромноватистой кислоты НOBr, если K_Д = 2,1 ·10^–9.

1) 1,45 ·10^–4 моль/дм³; 2) 2,1 ·10^–8 моль/дм³; 3) 1,45 ·10^–5 моль/дм³;

4) 7,2 ·10^–6 моль/дм³; 5) 2,1 ·10^–10 моль/дм³.

III. В 1 дм³ водного раствора содержится 0,4 г NaOH. Чему равна величина рН этого раствора?

1) 7,0; 2) 10,0; 3) 0,01; 4) 12,0; 5) 2,0.

IV. Гидроксид Ме(ОН)₃ имеет растворимость 1,1 ·10^–3 г/дм³, его молярная масса – 110 г/моль. Вычислите величину ПР.

1) 2,7 ·10^–19; 2) 1 ·10^–5; 3) 1 ·10^–20; 4) 2,7 ·10^–21; 5) 9 ·10^–20.

V. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций гидролиза солей Al(NO₃)₃ и LiCN.

Вариант 8

I. Диэтиловый эфир кипит при 35,6 °С. При какой температуре закипит раствор, содержащий 3,2 г нафталина С₁₀Н₈ (М _r = 128) в 100 г диэтилового эфира, для которого эбуллиоскопическая постоянная Е равна 2,16?

1) 35,6 °С; 2) 100,54 °С; 3) 35,85 °С; 4) 35,06 °С; 5) 36,14 °С.

II. Рассчитайте величину константы диссоциации хлоруксусной кис-лоты, зная, что в ее 0,01 М растворе степень диссоциации составляет 31,1%.

1) 9,7 ·10^–6; 2) 1,4 ·10^–3; 3) 9,7 ·10^–4; 4) 1,4 ·10^–5; 5) 4,5 ·10^–3.

III. Величина рН раствора КОН равна 10. Чему равна молярная концентрация этого раствора?

1) 0,56 моль/дм³; 2) 1 ·10^–4 моль/дм³; 3) 5,6 ·10^–3 моль/дм³;

4) 0,1 моль/дм³; 5) 1 ·10^–10 моль/дм³.

IV. Соль А₂В₃ имеет растворимость 2,2 ·10^–3 г/дм³. Ее молярная масса составляет 220 г/моль. Чему равна величина ПР этой соли?

1) 1,1 ·10^–23; 2) 6 ·10^–10; 3) 1 ·10^–25; 4) 1,1 ·10^–27; 5) 1 ·10^–15.

V. Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций гидролиза солей КF и FеСl₃.

Вариант 9

I. В 0,1 дм³ воды растворено 8,4 г NaF (М _r = 42). Считая диссоциацию соли полной, определите, при какой температуре замерзнет этот раствор (K _кр = 1,86).

1) 7,44 °С; 2) 3,72 °С; 3) –0,74 °С; 4) –7,44 °С; 5) –3,72 °С.

II. Чeму равна концентрация ионов Н⁺ в 0,01-молярном растворе уксусной кислоты, если K_Д = 1,8 ·10^–5 ?

1) 4,24 ·10^–4 моль/дм³; 2) 2,4 ·10^–11 моль/дм³; 3) 1,8 ·10^–7 моль/дм³;

4) 4,24 ·10^–2 моль/дм³; 5) 1,8 ·10^–3 моль/дм³.

III. Расчитайте величину рН водного раствора, содержащего 0,315 г НNO₃ в объеме 0,5 дм³.

1) 11,7; 2) 2,0; 3) 2,3; 4) 12,0; 5) 4,7.

IV. Растворимость гидроксида Me(OH)₂ cоставляет 3,2 ∙10^–2 г/дм³. Его молярная масса равна 160 г/моль. Вычислите величину ПР.

1) 4,0 ∙10^–8; 2) 2,0 ∙10^–4; 3) 3,2 ∙10^–11; 4) 8,0 ∙10^–12; 5) 1,6 ∙10^–7.

V. Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций гидролиза солей СН₃СООNH₄ и Li₂S.

Вариант 10

I. При какой температуре будет кипеть раствор 30 г NaI (M _r = 150) в 250 г воды (эбуллиоскопическая постоянная Е равна 0,52), если считать диссоциацию соли полной?

1) 100,42 °С; 2) 99,58 °С; 3) 99,17 °C; 4) 100,00 °С; 5) 100,83 °C.

II. Чему равна константа диccoциации азотистой кислоты HNO₂, если в ее 0,01-молярном растворе концентрация ионов Н⁺ составляет 1,81 ∙10^–3 моль/дм³ ?

1) 3,3 ∙10^–4; 2) 4,0 ∙10^–6; 3) 1,8 ∙10^–5; 4) 4,0 ∙10^–4; 5) 3,3 ∙10^–6.

III. Рассчитайте величину pH 0,001 молярного раствора LiОН.

1) 3,0; 2) 10,0; 3) 11,0; 4) 4,0; 5) –11,0.

IV. Растворимость соли AB₂ равна 1,5 ∙10^–2 г/дм³, ее молярная масса составляет 150 г/моль. Вычислите значение ПР.

1) 4 ∙10^–12; 2) 1 ∙10^–12; 3) 1 ∙10^–8; 4) 2 ∙10^–12; 5) 4 ∙10^–8.

V. Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций гидролиза солей Fe₂(SO₄)₃ и Na₃po₄.

Вариант 11

I. Бензол С₆Н₆ замерзает при температуре 5,5 °С. При какой температуре будет замерзать раствор, содержащий 18,8 г фенола C₆H₅OH (М _r = 94) в 0,5 кг бензола (K _кр = 5,1)?

1) +3,5 °C; 2) +7,5 °C; 3) –2,04 °C; 4) –3,5 °C; 5) +2,04 °C.

II. Гидроксид аммония NH₄ОН имеет константу диссоциации 1,8 ∙10^–5. Чему равна степень его диссоциации в 0,01-молярном растворе?

1) 1,8 ∙10^–7; 2) 3,2 ∙10^–8; 3) 4,24 ∙10^–2; 4) 1,8 ∙10^–3; 5) 4,24 ∙10^–4.

III. Какая масса хлорной кислоты HClO₄ (M _r = 100,5) coдepжится в 0,5 дм³ ее раствора, если рН = 3?

1) 0,01 г; 2) 0,05 г; 3) 0,001 г; 4) 0,1 г; 5) 0,5 г.

IV. Растворимость гидроксида Me(OH)₂ составляет 8,5 ∙ 10^–4 г/дм³. Его молярная масса – 85 г/моль. Чему равна величина ПР?

1) 4 ∙10^–15; 2) 1 ∙10^–15; 3) 2 ∙10^–15; 4) 4 ∙10^–10; 5) 1 ∙10^–10.

V. Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций гидролиза солей К₂SО₃ и NH₄СN.

Вариант 12

I. При какой температуре будет замерзать раствор, содержащий 1,7 г аммиака NН₃ (М _r = 17) в 0,5 кг анилина С₆H₅NH₂ (K _кр = 5,87; t _зам = –6 °C)?

1) –6,01 °C; 2) –5,41 °С; 3) –7,17 °С; 4) –6,12 °С; 5) –4,83 °С.

II. Какова будет степень диссоциации циановодорода HCN в 0,1-молярном растворе, если K_Д = 7,9 ∙10^–10 ?

1) 7,9 ∙10^–11; 2) 1,6 ∙10^–9; 3) 8,9 ∙10^–6; 4) 7,9 ∙10^–9; 5) 8,9 ∙10^–5.

III. Какая масса NаОН (M _r = 40) содержится в 0,2 дм³ раствора, рН которого равен 12?

1) 0,008 г; 2) 8 ∙10^–12 г; 3) 0,96 г; 4) 0,08 г; 5) 0,04 г.

IV. Соль A₂B (М _r = 180) имеет растворимость 1,8 ∙10^–2 г/дм³. Чему равна величина ПР этой соли?

1) 4 ∙10^–12; 2) 2 ∙10^–8; 3) 1 ∙10^–12; 4) 1 ∙10^–8; 5) 4 ∙10^–8.

V. Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций гидролиза солей ZnCl₂ и (NH₄)₂S.

Вариант 13

I. При какой температуре кипит раствор 13,4 г иодида лития liI (М _r = 134) в 0,2 кг воды (эбуллиоскопическая постоянная Е = 0,52), если считать диссоциацию соли полной?

1) 99,48 °С; 2) 100,52 °С; 3) 99,74 °C; 4) 100,13 °C; 5) 100,26 °C.

II. Константа диссоциации слабой одноосновной кислоты составляет 4,9 ∙10^–8. Чему равна степень ее диссоциации в 0,001-молярном растворе?

1) 4,9 ∙10^–5; 2) 7 ∙10^–6; 3) 2,2 ∙10^–7; 4) 7 ∙10^–3; 5) 4,9 ∙10^–11.

III. Величина рН раствора Ва(ОН)₂ равна 11. Вычислите его молярную концентрацию.

1) 5 ∙10^–12 моль/дм³; 2) 5 ∙10^–4 моль/дм³; 3) 2 ∙10^–3 моль/дм³;

4) 1 ∙10^–3 моль/дм³; 5) 2 ∙10^–11 моль/дм³.

IV. Гидроксид Ме(ОН)₃ имеет растворимость в воде 1,3 ∙10^–2 г/дм³. Его молярная масса равна 130 г/моль. Рассчитайте величину ПР.

1) 2,7 ∙10^–15; 2) 1 ∙10^–8; 3) 9 ∙10^–12; 4) 3 ∙10^–16; 5) 1 ∙10^–16.

V. Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций гидролиза солей К₃РО₄ и NH₄NO₃.