Батарея обучающих тестов по теме «Гидролиз солей»

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