1. И карбид, и цианамид кальция реагируют с водой, подвергаясь необратимому гидролизу:
CaC2 +2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑
CaCN2 + 3H2O= CaCO3 + 2NH3↑
Выделяющийся по второй реакции аммиак растворяется в воде и создает щелочную среду, а осадок карбоната кальция реагирует с кислотами, выделяя газ — диоксид углерода.
2. Природный малахит — спутник месторождений медных руд. Подземные воды вымывают катионы меди из медной руды и карбо-нат-анионы — из залежей известняка, а при реакции их совместного гидролиза получается дигидроксид-карбонат меди(ІІ) Сu2СО3(ОН)2:
2Cu2+ + 2СО32- + Н2О = Cu2СО3 (ОН)2↓ + СО2↑
3. Дихлорид олова (как, впрочем, и другие соединения олова в степени окисления +ІІ) очень сильно подвергается гидролизу. Если к кристаллам дихлорида олова добавить воду, то сразу же выпадет белый осадок состава SnCl(OH), а раствор станет сильнокислотным:
SnCl2 + Н2О ↔ SnCl(OH)↓ + НСl
В ионном виде этот процесс условно изображают так:
[Sn(H2О)Cl2] + 2Н2О ↔ [Sn(H2О)(ОH)Cl] ↓ + Н3О+ + Сl-
На самом деле состав продукта гидролиза гораздо сложнее: в осадок выпадает многоядерное (т.е. включающее несколько атомов олова) комплексное соединение.
Сдвинуть равновесие гидролиза влево можно, приливая НCl; при этом осадок растворяется. К раствору рекомендуют добавлять металлическое олово, чтобы предотвратить окисление олова(ІІ) до олова(ІV).
4. При контакте с водой тетрахлорид олова подвергается гидролизу:
SnCl4 + 2Н2О = SnО2↓ + 4НСl↑
Тетрахлорид свинца в присутствии воды выделяет хлор и превращается в хлорид свинца(ІІ) — идет окислительно-восстановительная реакция:
РbСl4 = РbСl2 + Cl2↑
5. Гидролиз — это обменное взаимодействие вещества с водой, при котором меняется кислотность среды, но степени окисления атомов остаются неизменными.
В случае трифторида азота на холоде гидролиз приводит к образованию фтороводорода и оксида азота(III)
2NF3 + 3H2O = N2O3 + 6HF↑
При повышении температуры N2О3 разлагается до азотной кислоты и монооксида азота, так что суммарная реакция взаимодействия NF3 с водой при температуре кипения такова:
3NF3 + 5H2O = HNO3 + 2NO↑ + 9HF↑
Нитрид трихлора иначе гидролизуется: в результате реакции получаются аммиак и хлорноватистая кислота:
Cl3N + 3H2O + NH3↑+ 3HClO
6. Гидролиз двух карбидов бериллия протекает в соответствии с уравнениями реакций:
Ве2С + 4Н2О = 2Ве(ОН)2↓ + СН4↑
ВеС2 + 2Н2О = Ве(ОН)2↓+ С2Н2↑
Таким образом, Ве2С относится к числу метанидов — производных метана СН4, а ВеС2 — один из ацетиленидов (производных ацетилена С2Н2).
7. Вёлер синтезировал карбид кальция по реакции:
2СаСО3 + 5С = 2СаС2 + ЗСО2↑
Во время дождя СаС2 подвергся гидролизу с выделением ацетилена:
СаС2 + 2Н2О = Са(ОН)2↓ + С2Н2↑
8. В воде РСl3О и SCl2О гидролизуются:
РСl3О + ЗН2О = Н3РО4 + ЗНCl
SCl2О + 2Н2О= SО2·Н2О + 2НCl
При нагревании смеси Н3РО4 и НCl хлороводород улетучивается вместе с парами воды; их конденсат — водный раствор НСl — осаждает хлорид серебра AgCl из раствора AgNO3. Перманганат калия реагирует с продуктами гидролиза SCl2О, превращаясь в бесцветный MnSO4:
2КМnO4 + 5(SO2·Н2O) = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 + 3H2O
Добавление к этому обесцвеченному раствору хлорида бария даёт осадок BaSО4, нерастворимый в кислотах.
9. Ацетат натрия CH3COONa диссоциирует в водном растворе; в результате получаются катион натрия Na+ (непротолит) и ацетат-ион СН3СОО-, который затем в воде будет вести себя как слабое основание:
CH3COONa = СН3СОО-+ Na+
CH3COO-+ Н2О ↔ CH3COOH + ОН-
В результате гидролиза среда становится щелочной (pH > 7).
Если раствор ацетата натрия нагреть, то значение pH увеличится. Гидролиз — процесс эндотермический, он протекает с поглощением теплоты. Поэтому в соответствии с принципом Ле Шателье равновесная система стремится компенсировать изменившиеся условия — поглотить теплоту.
Следовательно, равновесие смещается в сторону продуктов гидролиза. В растворе окажется больше гидроксид-ионов, чем до нагревания. Если к раствору ацетата натрия заранее добавить индикатор фенолфталеин, то при нагревании его розовая окраска станет ярко-малиновой.
Но после охлаждения раствора до комнатной температуры окраска индикатора станет прежней, бесцветной.
10. Квасцы при растворении в воде образуют гидратированные ионы К+, Аl3+ и SO42-. Аквакатион алюминия подвергается гидролизу:
[Al(Н2О)6]3+ + Н2О ↔ [Al(Н2О)5ОН]2+ + Н3О+
Наличие в водном растворе ионов Н3О+ обусловливает его кислый вкус. При нагревании квасцы разлагаются с выделением серной кислоты, которую во времена Ломоносова называли «кислым спиртом»:
2{K Al(SО4)2·12Н2О} = Al2О3 + K2SО4 + 3H2SО4↑ + 21Н2О↑
11. В переводе с греческого ксенон значит «чужой». Разложение XeF4 при комнатной температуре отвечает окислительно-восстановительной реакции:
6XeF4 + 12Н2О = 2ХеО3 + 4Хе↑ + 3О2↑ + 24HF↑
Очень низкая температура (порядка -80 °С) препятствует переносу электронов между атомами, и вместо окислительно-восстановительного процесса идёт реакция гидролиза:
XeF4 + Н2O = XeOF2 +2HF
12. Нет, нельзя. При нагревании пероксокарбонат натрия разлагается, выделяя кислород. Это окислительно-восстановительная реакция:
2(2Na2СО3·3H2О2) = 4Na2СО3 + 6Н2O + 3О2↑
13. В жёсткой или загрязненной воде гидролиз солей алюминия приводит в конечном счёте к выделению гидроксида алюминия.
Малорастворимый Al(ОН)3, похожий на студень, захватывает и удаляет из воды глинистые частицы и колонии микроорганизмов. Вода становится прозрачной.
Поэтому сульфат алюминия Al2(SO4)3 используют для «осветления» воды на станциях водоочистки. Кроме того, добавка сульфата алюминия умягчает воду, так как сульфат кальция выпадает в осадок по реакции:
Al2(SO4)3 + 3Сa(НСO3)2 = 3CaSO4↓ + 2Al(ОН)3↓+ 6СO2↑
14. Раствор хлорида цинка имеет кислотную среду из-за гидролиза ZnCl2:
ZnCl2 = Zn2+ + 2Cl-
[Zn(H2O)4]2+ + H2O ↔[Zn(H2O)3OH]+ + Н3O+; Кк = 2,0·10-8
Это значит, что pH раствора хлорида цинка с концентрацией моль/л равняется 3,8. Такой кислотности среды вполне достаточно, чтобы оксиды железа или меди химически растворились, превратившись в соли.
15. Кипячение способствует удалению из раствора хлорида аммония, образующегося при гидролизе этой соли. Равновесие гидролиза:
NH4+ + 2Н2О ↔ NH3·Н2О + Н3О+
смещается в сторону продуктов, и раствор становится более кислотным.
В случае сульфида натрия кипячение удаляет из раствора сероводород, который может образоваться в результате второй стадии гидролиза:
S2- + Н2О ↔ HS- + ОН-
HS- + Н2О ↔ H2S + ОН-
В связи с этим в растворе накапливается большее количество гидроксид-ионов, щелочность среды растет.