4. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей Cu(NO3)2, Na3PO4, (NH4)2CO3, NiSO4, CH3COORb, Al2(SO4)3. Растворы каких солей имеют рН < 7? В растворах каких солей метилоранж имеет желтый цвет?

Решение:

1. Cu(NO₃)₂ (нитрат меди(II))

Соль образована слабым основанием (Cu(OH)₂) и сильной кислотой (HNO₃). Гидролиз по катиону:

Молекулярное: \( Cu(NO_3)_2 + 2H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \)

Ионное: \( Cu^{2+} + 2H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)_2 + 2H^+ \)

Раствор кислый (pH < 7).

2. Na₃PO₄ (фосфат натрия)

Соль образована сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₃PO₄). Гидролиз по аниону:

Молекулярное: \( Na_3PO_4 + 3H_2O \rightleftharpoons 3NaOH + H_3PO_4 \)

Ионное: \( PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^- \)

Раствор щелочной (pH > 7).

3. (NH₄)₂CO₃ (карбонат аммония)

Соль образована слабым основанием (NH₄OH) и слабой кислотой (H₂CO₃). Гидролиз по обоим ионам:

Молекулярное: \( (NH_4)_2CO_3 + 2H_2O \rightleftharpoons 2NH_4OH + H_2CO_3 \)

Ионное: \( NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + H^+ \)

\( CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^- \)

pH зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания. Для карбоната аммония pH близок к 7, но может незначительно смещаться.

4. NiSO₄ (сульфат никеля(II))

Соль образована слабым основанием (Ni(OH)₂) и сильной кислотой (H₂SO₄). Гидролиз по катиону:

Молекулярное: \( NiSO_4 + 2H_2O \rightleftharpoons Ni(OH)_2 + H_2SO_4 \)

Ионное: \( Ni^{2+} + 2H_2O \rightleftharpoons Ni(OH)_2 + 2H^+ \)

Раствор кислый (pH < 7).

5. CH₃COORb (карбоксилат рубидия)

Соль образована слабым основанием (RbOH — сильное основание, здесь ошибка в условии, должно быть слабое основание) и слабой кислотой (CH₃COOH). Предположим, что это не CH₃COORb, а, например, CH₃COOK (ацетат калия) или CH₃COONa (ацетат натрия), или же подразумевается ацетат рубидия, образованный слабым основанием.

Если CH₃COORb образован сильным основанием RbOH и слабой кислотой CH₃COOH, то гидролиз по аниону:

Молекулярное: \( CH_3COORb + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + RbOH \)

Ионное: \( CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \)

Раствор щелочной (pH > 7).

6. Al₂(SO₄)₃ (сульфат алюминия)

Соль образована слабым основанием (Al(OH)₃) и сильной кислотой (H₂SO₄). Гидролиз по катиону:

Молекулярное: \( Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O \rightleftharpoons 2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \)

Ионное: \( Al^{3+} + 3H_2O \rightleftharpoons Al(OH)_3 + 3H^+ \)

Раствор кислый (pH < 7).

Растворы с pH < 7:

Cu(NO₃)₂, NiSO₄, Al₂(SO₄)₃.

Растворы, в которых метилоранж имеет желтый цвет:

Метилоранж — индикатор, который в кислой среде (pH < 4.4) имеет красный цвет, в нейтральной (pH ≈ 4.4-6.2) — оранжевый, а в щелочной (pH > 6.2) — желтый.

Желтый цвет метилоранж имеет в щелочной среде (pH > 7).

Следовательно, желтый цвет метилоранж будет иметь в растворах:

Na₃PO₄, CH₃COORb (при условии, что он дает щелочную реакцию).

Ответ:

Молекулярные и ионные уравнения гидролиза:

Cu(NO₃)₂: \( Cu(NO_3)_2 + 2H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \); \( Cu^{2+} + 2H_2O \rightleftharpoons Cu(OH)_2 + 2H^+ \)

Na₃PO₄: \( Na_3PO_4 + 3H_2O \rightleftharpoons 3NaOH + H_3PO_4 \); \( PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^- \)

(NH₄)₂CO₃: \( (NH_4)_2CO_3 + 2H_2O \rightleftharpoons 2NH_4OH + H_2CO_3 \); \( NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + H^+ \); \( CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^- \)

NiSO₄: \( NiSO_4 + 2H_2O \rightleftharpoons Ni(OH)_2 + H_2SO_4 \); \( Ni^{2+} + 2H_2O \rightleftharpoons Ni(OH)_2 + 2H^+ \)

CH₃COORb: \( CH_3COORb + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + RbOH \); \( CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \) (при условии, что RbOH - сильное основание, и гидролиз идет по аниону)

Al₂(SO₄)₃: \( Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O \rightleftharpoons 2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \); \( Al^{3+} + 3H_2O \rightleftharpoons Al(OH)_3 + 3H^+ \)

Растворы с pH < 7: Cu(NO₃)₂, NiSO₄, Al₂(SO₄)₃.

Растворы, в которых метилоранж имеет желтый цвет (pH > 7): Na₃PO₄, CH₃COORb.