Государственное автономное образовательное учреждение

дополнительного профессионального образования Свердловской области «ИРО»

Кафедра естественнонаучного образования

Батарея обучающих тестов по теме «Гидролиз солей»

Выпускная работа по дополнительной профессиональной программе

«Итоговая аттестация учащихся в форме ОГЭ и ЕГЭ

по предметам естественнонаучного цикла (химия)»

Исполнители: учитель химии БОУ «СОШ №5»

имени Г.Н.Зайцева г.Н.Тагил

Дьякова Людмила Николаевна;

учитель химии МБОУ «СОШ №17» поселка Рефтинский

Лебедева Светлана Олеговна;

учитель химии МКОУ «Таборинская СОШ»;

Соколовская Ирина Владимировна;

учитель химии МАОУ Политехническая гимназия

города Нижний Тагил

Яковлева Валентина Ивановна

2015 год

г.Екатеринбург

Пояснительная записка:

Тема «Гидролиз солей» является одним из элементов содержания знаний проверяемых в ЕГЭ по химии. Элементами контроля является умение тестируемого определять характер среды водного раствора солей. Данный критерий отслеживается с помощью задания 30. Задание относится к заданиям повышенной сложности, и при успешном выполнении его оценивается в 2 балла. Кроме того, уравнения гидролиза некоторых солей встречаются в заданиях высокой сложности, а значит, что учащиеся должны уметь использовать знания по данной теме и при решении других заданий.

По результатам выполнения заданий ЕГЭ можно сказать, что данная тема часто вызывает затруднения у учащихся, а значит необходимо обратить внимание при изучении этой темы в 11 классе как на уроке химии, так и на индивидуальных занятиях с учащимися при подготовке к ЕГЭ.

Цель выпускной работы: разработать батарею тестов.

Задачи:

1. адаптировать КИМы к требованиям ЕГЭ

2. обосновать результативность разработанных тестов.

Сложности с правильным выполнением данного задания обусловлены несколькими факторами:

1. недостаток учебных часов на изучение данной темы и минимальное количество учебных часов на изучение химии в 10-11 классах;

2. недостаток практических и лабораторных работ при изучении курса химии;

3. неумение прогнозировать результаты реакций;

4. неумение устанавливать причинно – следственные связи между составом вещества и его свойствами.

К сожалению, не все учащиеся, сдающие ЕГЭ по химии имеют высокий уровень подготовки, а значит, при работе с этой группой учащихся необходимо чаще использовать обучающие тесты, что не требует больших затрат времени и позволяют учащимся овладеть элементами содержания. С их помощью учащиеся смогут выполнять задания репетиционных тестов и готовиться к ЕГЭ не только с учителем, но и самостоятельно.

Цель: обеспечить условия для формирования основных понятий темы «Гидролиз солей» и осмысление причинно-следственных связей между данными понятиями.

Задачи:

1. Организовать усвоение понятий и закономерностей данной темы.

2. Развивать умения выделять главное, существенное, в изучаемом материале (сравнивать, составлять, обобщать)

3. Оценивать эффективность подготовки учащихся к итоговой аттестации.

Планируемый результат:

Предметный результат: освоение учащимся основных понятий данной темы;

Метапредметный результат: умение устанавливать причинно- следственные связи, самостоятельно планировать и организовывать учебную деятельность.

Личностные результат: понимание значимости реакций гидролиза в процессах жизнедеятельности организма, в быту и промышленности.

Гидролиз солей.

Учащиеся знакомы со многими солями и считают, что водный раствор солей - нейтральный, поскольку при диссоциации солей не образуется ни катионы водорода, ни гидроксид - ионы. Изменения окраски индикаторов в растворах солей вступает в противоречие с имеющимися у них представлениями.

На основании этого возникает проблема: почему водные растворы солей в одних случаях изменяют окраску индикатора, а в других - нет?

Гидролиз солей – это взаимодействие ионов соли с водой с образованием малодиссоциирующих частиц.

«Гидролиз», дословно, - это разложение водой. Такое определение реакции гидролиза солей, подчеркивает, что соли в растворе находятся в виде ионов и движущей силой реакции является образование малодиссоциирующих частиц (общее правило для многих реакций в растворах).

Всегда ли ионы способны образовывать с водой малодиссоциирующие частицы? Отметим, что катионы сильного основания и анионы сильной кислоты таких частиц образовать не могут, следовательно, в реакцию гидролиза не вступают.

Какие типы гидролиза возможны? Поскольку соль состоит из катиона и аниона, то возможно три типа гидролиза:

• гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион);

• гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион);

• совместный гидролиз (в реакцию с водой вступает и катион, и анион);

Гидролиз по катиону

Катион -это положительная частица, а молекула воды полярна, условно можно представить ее состоящей из положительного иона водорода и отрицательного иона гидроксильной группы. Катион присоединит к себе «гидроксильную группу»

Ответ подтверждается уравнением, реакция обратима

Meⁿ⁺ + H-OH →MeOH^(n-1)+ + H⁺

Гидролиз по катиону приводит к образованию гидроксокатионов и ионов водорода (среда раствора кислая).

Гидролиз по аниону

аналогично, записываем уравнение:

An^n– + H-OH →HAn^(n-1)– + OH^–

Гидролиз по аниону приводит к образованию гидроанионов и гидроксид-ионов (среда раствора щелочная).

Совместный гидролиз.

В этом случае в растворе протекают две выше рассмотренные реакции. Здесь протекают две независимые обратимые реакции. Каких ионов в растворе окажется больше, зависит от степени протекания каждой реакции. А это, зависит от того, что слабее, кислота или основание. Если слабее основание, то в большей степени будет протекать гидролиз по катиону и среда раствора будет кислой. Если слабее основание – наоборот. Как исключение, возможен случай, когда среда будет почти нейтральной, но это только исключение.

Al(CH₃COO)₃ = Al³⁺ + 3CH₃COO^–

Al³⁺ + H-OH « AlOH²⁺ + H⁺;

CH₃COO^– + H-OH « CH₃COOH + OH^–

Al(CH₃COO)₃ + H₂O « AlOH(CH₃COO)₂ + CH₃COOH

Полный гидролиз.

Для полного протекания гидролиза нужно, чтобы соль была образована очень слабой кислотой и очень слабым основанием. Кроме того, желательно, чтобы один из продуктов гидролиза, уходил из сферы реакции в виде газа. Полному гидролизу подвергаются обычно соли газообразных или неустойчивых кислот: сероводородной, угольной, сернистой. К ним примыкают вещества, которые в обычном понимании уже не являются солями: нитриды, фосфиды, карбиды, ацетилениды, бориды. Полностью гидролизуются также алкоголяты.

Полностью гидролизующиеся соли (карбонаты, сульфиды алюминия, хрома(III), железа(III)) нельзя получить реакциями обмена в водных растворах. Вместо ожидаемых продуктов в результате реакции мы получим продукты гидролиза.

В таблице растворимости для полностью гидролизующихся солей стоит прочерк.

Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂S

Окраска индикаторов в различных средах 

Индикатор	Цвет индикатора в средах
	в кислой	в нейтральной	в щелочной
Метилоранж	Красный	оранжевый	желтый
Фенолфталеин	Бесцветный	бесцветный	малиновый
Лакмус	Красный	фиолетовый	синий

Алгоритм написания уравнений гидролиза.

Обратите внимание!!!!!:

Цепочка рвется всегда по слабому звену, поэтому с водой в реакциях гидролиза будет реагировать слабый катион или анион.

Пример 1.

Гидролиз сульфата меди(II): CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2–

Соль образована катионом слабого основания (подчеркиваем) и анионом сильной кислоты. Гидролиз по катиону.

Cоставляем ионное уравнение гидролиза, определяем среду

Cu²⁺ + H-OH → CuOH⁺ + H⁺;

образуется катион гидроксомеди(II) и ион водорода, среда кислая

Пример 2.

Гидролиз ортофосфата рубидия: Rb₃PO₄ → 3Rb⁺ + PO₄^3–

Соль образована катионом сильного основания, рубидий – щелочной металл и анионом слабой фосфорной кислоты. Гидролиз по аниону.

Cоставляем ионное уравнение гидролиза, определяем среду

PO₄^3– + H-OH → HPO₄^2– + OH^–

Продукты: гидрофосфат-ион и гидроксид-ион среда щелочная.

Пример 3.

Ацетаталюминия

Al(CH₃COO)₃ = Al³⁺ + 3CH₃COO^–

Соль слабого основания и слабой кислоты, идет совместный гидролиз.

Cоставляем ионное уравнение гидролиза, определяем среду

Al³⁺ + H-OH → AlOH²⁺ + H⁺;

CH₃COO^– + H-OH → CH₃COOH + OH^–

Учитывая, что гидроксид алюминия очень слабое основание, предположим, что гидролиз по катиону будет протекать в большей степени, чем по аниону, следовательно, в растворе будет избыток ионов водорода и среда будет кислая.

Не стоит пытаться составлять здесь “суммарное" уравнение реакции. Обе реакции обратимы, никак друг с другом не связаны, и такое суммирование бессмысленно.

Батарея тестов

1.Фенолфталеин можно использовать для обнаружения в водном растворе соли

1) ацетата алюминия

2) нитрата калия

3) сульфата алюминия

4) силиката натрия

Фенолфталеин – индикатор на щелочную среду, в которой он принимает малиновую окраску. В растворе соли щелочная среда может возникнуть при гидролизе по аниону, когда соль образована сильным основанием и слабой кислотой.

Проводим анализ состава соли:

1) ацетат алюминия, рассмотрено выше, совместный гидролиз, среда слабокислая;

2) нитрат калия, кислота и основание сильные, гидролиз не идет, среда нейтральная;

3) сульфат алюминия, сильная кислота и слабое основание, гидролиз по катиону, среда кислая;

4) силикат натрия, слабая кислота и сильное основание, гидролиз по аниону, среда щелочная:

SiO₃^2– + H₂O → HSiO₃^– + OH ^– .

Правильный ответ: 4.

2.Среда раствора карбоната калия

1) щелочная   2) кислая   3) нейтральная   4) слабокислая

Соль образована слабой кислотой и сильным основанием, гидролиз по аниону, среда щелочная:

СO₃^2– + H₂O → HСO₃^– + OH ^– .

Правильный ответ: 1.

3.Установите соответствие между формулой соли и ионным уравнением гидролиза этой соли.

ФОРМУЛАСОЛИ 1) CuSO4 2) K2CO3 3) CH3COONa 4) (NH4)2SO4

ИОННОЕУРАВНЕНИЕ A) CH3COO– + H2O  CH3COOH + OH– Б) NH4+ + H2O  NH3*H2O + H+ В) Сu2+ + H2O  Cu(OH)+ + H+ Г )СO32– + H2O  HCO3– + OH– Д) Сu2+ + 2H2O  Cu(OH)2 +2H+

Выполнение данного задания необходимо начинать с анализа состава солей. Пример не слишком удачного вопроса. С одной стороны, трудно на него не ответить, исходя из простого сопоставления формул в левой и правой колонке. Про гидролиз можно при этом ничего не знать. С другой стороны, оба ионных уравнений для катиона меди можно считать правильными. Второе уравнение мы бы назвали суммарным для двух стадий гидролиза, и отметили бы, что степень протекания реакции по нему чрезвычайно мала. Только на основе этого мы выберем первое уравнение.

Правильный ответ:

1	2	3	4
в	г	А	б

4.Как скажется на состоянии химического равновесия в системе

Zn²⁺ + H₂O ZnOH⁺ + H⁺ – Q

1) добавление H2SO4 2) добавление KOH 3) нагревание раствора

А. в сторону продуктов реакции Б. в сторону исходных веществ В. не изменится

Надо учитывать, что добавляемые вещества – электролиты. Поставляемые ими ионы могут, как непосредственно влиять на равновесие, так и взаимодействовать с одним из ионов, участвующих в обратимой реакции.

1) добавление H₂SO₄: H₂SO₄ =2H⁺ + SO₄^2–; повышение концентрации ионов водорода приводит, по принципу ЛеШателье, к смещению равновесия в системе влево.

2) добавление KOH: KOH= K⁺ + OH^–; H⁺ + OH^– =H₂O; гидроксид-ионы связывают ионы водорода в малодиссоциирующее вещество, воду. Снижение концентрации ионов водорода приводит, по принципу ЛеШателье, к смещению равновесия в системе вправо.

3) нагревание раствора. По принципу ЛеШателье, повышение температуры приводит к смещению равновесия в сторону протекания эндотермической реакции, т.е. – вправо.

Правильный ответ:

1	2	3
б	а	а

5.Водные растворы сульфата и фосфата натрия можно различить с помощью

1) гидроксида натрия

2) серной кислоты

3) фенолфталеина

4) фосфорной кислоты

Сульфат натрия Na₂SO₄- соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, гидролиз не идет , среда нейтральная, индикатор фенолфталеин – бесцветный

Фосфат натрия Na₃PO₄-соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, среда щелочная, фенолфталеин- малиновый.

PO₄^3- + HOH→ HPO₄^2- + OH^-

Правильный ответ №3.

6.Установите соответствие между названиями солей и средой их растворов.

НАЗВАНИЕ СОЛИ нитрит калия 2) сульфат железа(II) 3) карбонат калия 4) хлорид алюминия

СРЕДА РАСТВОРА А) кислая Б) нейтральная В) щелочная

Рассмотрим состав солей:

1. Нитрит натрия NaNO₂-соль , образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз идет по аниону, среда щелочная

2. Сульфат железа- FeSO₄–соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз идет по катиону, среда кислая

3. Карбонат калия-K₂CO₃ - соль , образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз идет по аниону, среда щелочная

4. Хлорид алюминия- AICI₃- соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз идет по катиону, среда кислая

Правильный ответ

1	2	3	4
в	а	в	а

7.Гидролизу в водном растворе не подвергается:

1.Карбонат натрия 3.сульфид натрия

2.фосфат натрия 4.нитрат натрия

Для того, чтобы быстро и верно выполнить задание, необходимо записать формулы соответствующих солей. Это позволит прийти к выводу, что все 4 соли образованы сильным основанием – щелочью NaOH, в трех случаях – 1,2,3- соли образованы слабыми кислотами, следовательно, они подвергаются гидролизу. И только нитрат натрия не подвергается гидролизу, так как образована сильным основанием и сильной кислотой. Можно выполнить это задание проще, если определить, какая из кислот будет сильной. Это азотная кислота.

Правильный ответ: 4

8.Кислая среда образуется в результате гидролиза:

1.нитрата цинка 3.хлорида кальция222

2.хлорида цинка 4.Сульфида натрия.

Выполнение данного задания требует знания номенклатуры солей, она позволит определить, что солями сильных кислот являются нитраты и хлориды, а слабым основанием гидроксид цинка

Правильный ответ: 2

9.Среду раствора, близкую к нейтральной, имеет водный раствор

1.карбоната калия 2.хлорида железа (III)

3.нитрата аммония 4.нитрита аммония

Это сложное задание: во – первых: необходимо перевести названия солей в формулы, во –вторых : срабатывает стереотип и мы начинаем искать соль сильной кислоты и сильного основания, так как именно этот случай обеспечивает нейтральную среду раствора. В данном случае такую среду обеспечивает также и соль слабого основания гидрата аммонияNH₃*H₂O и слабой азотистой кислоты –HNO₂.

Правильный ответ :4

10.В перечне веществ :

1.хлорид лития

2.нитрат свинца (II)

3.хлорид цинка

4.сульфит калия

5.сульфид натрия

6.сульфат аммония

Кислую среду раствора имеют:

Правильный ответ:

2

3

6

11.В перечне веществ :

1.нитрит калия

2.нитрит аммония

3.хлорид алюминия

4.карбонат натрия

5.перхлорат аммония

6.сульфат цинка

К солям, в растворах которых лакмусовая бумажка окрасится в красный цвет, относятся:

Правильный ответ:

3

5

6

Задание, требующее знаний не только о случаях гидролиза солей, но и об изменении окраски индикаторов в соответствующей среде раствора. Оно усложнено также экзотическим названием соли хлорной кислоты HCIO₄- перхлоратом аммония. Лакмусовая бумажка приобретет красный цвет в кислой среде раствора, следовательно, соль должна быть образована слабым основанием и сильной кислотой.

12.Соль, которая подвергается необратимому гидролизу

1.хлорид алюминия 3.сульфид алюминия

2.сульфат алюминия 4.нитрат алюминия

Задание выполняется с помощью таблицы растворимости, в соответствующей клетке такой соли стоит прочерк.

Правильный ответ: 3

13.В растворе существует в виде ионов

1.сульфид железа (III) 2.сульфит хрома (III)

3. сульфид хрома (III) 4. сульфат железа(III)

Задание выполняется с помощью таблицы растворимости, в соответствующей клетке солей, подвергающихся полному гидролизу и несуществующих в виде ионов стоит прочерк, а у солей , которые распадаются на ионы стоит символ «Р» .

Правильный ответ: 4

14.Наиболее сильную щелочную среду имеет раствор

1.дигидрофосфата натрия

2.гидрофосфата натрия

3.фосфата натрия

4.гидрофосфата аммония

Все соли относятся к разным группам ( кислых и средних) солей, образованных фосфорной кислотой, выступающей в роли слабого электролита. Очевидно, наиболее сильную щелочную среду имеет средняя соль.

Правильный ответ: 3

15.Верны ли суждения о гидролизе?

А.Необратимому гидролизу подвергается сульфит хрома (III), а обратимому- сульфат хрома(III ).

Б.Необратимому гидролизу подвергаются все соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой.

1.верно только А 3.верны оба суждения

2.верно только Б 4.оба суждения неверны

Суждение А верно, что подтверждается таблицей растворимости. Суждение Б неверно. Поскольку существует значительное число солей слабых кислоты и основания, подвергающихся обратимому гидролизу или нерастворимых в воде и с ней не взаимодействующих.

Правильный ответ: 1

16.Верны ли суждения об изменении окраски индикаторов в водных растворах солей?

А.С помощью фенолфталеиновой бумажки нельзя подтвердить гидролиз хлорида цинка.

Б.С помощью лакмусовой бумажки можно подтвердить гидролиз хлорида цинка.

1.верно только А 3.верны оба суждения

2.верно только Б 4.оба суждения неверны

Хлорид цинка- соль слабого основания, в роли которого выступает амфотерный гидроксид цинка, и сильной кислоты. Эта соль подвергается гидролизу по катиону и сопровождается образованием кислой среды. Фенолфталеин в такой среде окраску не меняет, а лакмус – меняет. Следовательно, верны оба суждения.

Правильный ответ:3.

17.Верны ли суждения об образовании осадков при сливании растворов?

А. При сливании растворов карбоната натрия и хлорида алюминия выделяется газ и выпадает осадок.

Б.При сливании растворов карбоната натрия и хлорида бария выделяется газ и выпадает осадок.

1.верно только А 3.верны оба суждения

2.верно только Б 4.оба суждения неверны

В результате обменной реакции между карбонатом натрия и хлоридом алюминия образуется карбонат алюминия, который в присутствии воды необратимо гидролизуется с образованием нерастворимого в воде гидроксида алюминия и выделением углекислого газа, то есть первое суждение верно. Реакция обмена между растворами хлорида бария и карбоната натрия приводит к образованию труднорастворимого карбоната бария, который гидролизу не подвергается и никакого газа при этом не образуется, то есть 2 суждение неверно.

Правильный ответ: 1