2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O,

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O.

В растворе щелочи осадок Fe(OH)3 не растворяется.

Опыт 3.Учащиеся знают, что нерастворимые соли (СaCO3) не должны взаимодействовать с другими солями. Однако в системе FeСl3 + CaCO3 они наблюдают бурное выделение газа и выпадение бурого осадка. Для выяснения, какой это газ, в реакционную пробирку вносят горящую лучину, она гаснет. Следовательно, выделяющийся газ – CO2. Анализ осадка проводят аналогично опыту 2. Итак, при взаимодействии FeCl3 c CaCO3 образовались углекислый газ и гидроксид железа(III). Учащиеся объясняют, что образовавшаяся при гидролизе FeCl3 соляная кислота реагирует с CaCO3:

FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl,

Fe3+ + H2O <=>FeOH2+ + H+;

2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2,

2H+ + CaCO3 = Ca2+ + H2O + CO2.

Поскольку ионы H+ реагируют с CaCO3, то гидролиз FeCl3 идет по 2-й и 3-й ступеням:

FeOH2+ + H2O <=>Fe(OH)2+ + H+,

Fe(OH)2+ + H2O <=>Fe(OH)3 + H+.

Опыт 4.Учащиеся замечают изменение окраски раствора. Бесцветный раствор становится голубым, что явно свидетельствует о появлении в растворе гидратированных ионов меди Cu2+. Как это объяснить, если известно, что средние соли не реагируют с основными оксидами?

Сульфат алюминия гидролизуется по катиону:

Al3+ + H2O <=>AlOH2+ + H+,

Al2(SO4)3 + 2H2O <=>2AlOHSO4 + H2SO4;

AlOH2+ + H2O <=>Al(OH)2+ + H+,

2AlOHSO4 + 2H2O <=> (Al(OH)2)2SO4 + H2SO4.

Образующаяся серная кислота при нагревании взаимодействует с оксидом меди(II). Ионы Cu2+ переходят в раствор и придают ему голубую окраску.

CuO + H2SO4 = СuSO4 + H2O,

CuO + 2H+ = Сu2+ + H2O.

Учащиеся анализируют раствор на содержание ионов Cu2+. Для этого прибавляют к фильтрату раствор щелочи, наблюдается выпадение голубого осадка:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4,

Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2↓.

Опыт

5. Учащиеся исходят из следующих представлений. При гидролизе соли может образоваться кислота. Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, основными оксидами, нерастворимыми солями (если при этом образуется газ), нерастворимыми основаниями и амфотерными гидроксидами. Первые три случая рассмотрены выше (см. опыты 2–4), следовательно, можно предположить, что растворы солей, гидролизующихся по катиону, будут растворять основания и амфотерные гидроксиды. Продукт такого гидролиза – кислота – будет взаимодействовать с основаниями и амфотерными гидроксидами. Например, в растворе Al2(SO4)3 растворится основание Cu(OH)2, а в растворе FeCl3 растворится амфотерный гидроксид Al(OH)3:

Al2(SO4)3 + 2H2O <=>2AlOHSO4 + H2SO4,

H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2H2O;

FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl,

3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H2O.

Учащиеся проводят эти реакции, доказывая, что их гипотеза верна: Cu(OH)2 растворяется в растворе сульфата алюминия, а Al(OH)3 растворяется в растворе хлорида железа(III).

Можно показать такой «фокус». Нерастворимое основание Fe(OH)3 взаимодействует с раствором FeCl3, осадок растворяется:

FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl,

Fe(OH)3 + 2HCl = FeОНCl2 + 2H2O.

(Советуем учителю заранее подобрать нужные концентрации растворов, чтобы ожидаемые эффекты реакций, которые будут проводить учащиеся и сам учитель, наблюдались.)

Вывод. Если к раствору соли, подвергающейся гидролизу, добавить вещество, способное взаимодействовать с кислотами или щелочами, то это вещество взаимодействует с продуктами гидролиза – кислотами или щелочами.