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雙水解
鎖定
- 中文名
- 雙水解
- 外文名
- Double hydrolysis
- 原 理
- 弱酸陰離子和弱鹼陽離子促進水解
雙水解舉例介紹
Al(HCO3)3=Al(OH)3↓+3CO2↑
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑
弱酸陰離子與弱鹼陽離子在水溶液中互相促進水解,水解程度增大。水解問題包含徹底水解和不徹底水解。有些互促水解反應不能完全進行,有些互促水解反應能完全進行(俗稱“雙水解反應”)。常見的雙水解進行完全的有:
、
與
、
(
)。
雙水解原理與條件
首先我們來分析Al3+與HCO3–在水溶液中為什麼能發生“雙水解反應”,而Mg2+與CO32-或HCO3-卻不能發生“雙水解反應”?
互相促進水解其水解程度增大,由於Al(OH)3溶解度非常小且H2CO3又不穩定易分解即生成的水解產物能脱離反應體系,根據平衡移動原理水解反應繼續向右進行,直至反應完全進行;但Mg(OH)2溶解度比 Al(OH)3大些,不容易脱離反應體系,則水解反應進行到一定程度就達到平衡,水解反應不能完全進行。由上不難看出:生成的水解產物脱離反應體系是反應得以完全進行的重要原因。 因此, “雙水解反應”發生的條件之一是:水解產物是容易脱離反應體系(溶解度非常小)的物質如:Al(OH)3、Fe(OH)3或H2S、CO2等能溶於水的氣體。當然,若互相促進水解程度非常大水解反應也可以認為完全進行。
[2]
綜上所述,雙水解反應能否完全進行決定於兩個因素:
1.互相促進水解程度大小(包括物質本性、外界條件等的影響)
雙水解書寫流程
以氯化鋁和硫化鈉的雙水解為例來詳細闡述雙水解方程式的書寫過程
第一步:根據混和的兩種電解質溶液找出弱鹼的陽離子(Al3+)及對應的弱鹼[Al(OH)3]( 如弱鹼為氨水,由於其分解,常寫成NH3形式);弱酸的陰離子(S2-)及對應的弱酸(H2S)(如弱酸易分解,則應寫成分解產物形式,如H2CO3寫成CO2)。然後寫成下列形式:弱鹼的陽離子(Al3+)+弱酸的陰離子(S2-)——弱鹼[Al(OH)3] ↓(或其分解產物)+弱酸(H2S)↑(或其分解產物)
第二步:根據正負電荷守恆配平上式
2Al3++3S2-=2Al(OH)3↓+3H2S↑
第三步:根據質量守恆,用一定數目的水分子平衡方程式中的氫、氧原子,即可得離子方程式。
2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
第四步:根據上述離子方程式及電離原理迅速得出化學方程式。因為Al3+由AlCl3提供,2個Al3+有2個AlCl3; S2-由Na2S提供,3個S2-有3個Na2S,然後由質量守恆得出產物中應有6NaCl。
雙水解推論及應用
發生雙水解的離子不共存。
下面我們思考這樣一個問題:Al3+遇到比碳酸還弱的酸的酸根如:ClO-、SiO32-、AlO2-等會不會發生“雙水解反應”呢?根據以上條件,答案是肯定的。
完全水解的意思:
當弱酸的酸根與弱鹼的陽離子同時存在於水溶液中時,弱酸的酸根水解生成的氫氧根離子與弱鹼的陽離子水解生成的氫離子反應生成水而使兩種離子的水解平衡向水解方向移動而互相促進水解,而水解完全。
雙水解重要方程舉例
雙水解離子方程式用“═”連接,且標記“↑”和“↓”
中學化學中常見的能發生“水解相互促進的反應”的離子對有:(水溶液中,AlO2-以Al(OH)4-的形式存在)
Al3+與HCO3-、CO32-、HS-、S2-、ClO-、
、SiO32-;
Fe3+與HCO3–、CO32–、ClO-、
、SiO32-等;
實際上,由於Al(OH)3、Fe(OH)3溶解度非常小,比碳酸稍弱的酸的酸根與Fe3+、Al3+也能發生“雙水解反應”。
1、【鋁離子和碳酸氫根離子】
2、【鋁離子和碳酸根離子】
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
3、【鋁離子和硫離子】
2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
4、【鋁離子和硫氫根離子】
Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑
5、【鐵離子和四羥基合鋁酸根離子】
Fe3++3(Al(OH)4)-=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓
6、【鐵離子和碳酸根離子】
2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
7、【鐵離子和碳酸氫根離子】
Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑(因為反應物和生成物中都有水抵消,故不表示出來)
雙水解常見謠言
謠言1:醋酸鐵雙水解不存在:因為Fe3+的水解程度很高,醋酸的酸性不足以產生Fe3+的鹽類。
駁斥:鐵離子與醋酸根的雙水解反應並不完全,以至於形成的鹼式醋酸鐵(而不是形成氫氧化鐵)可以在水中比較穩定的存在,並且可以通過乙酸溶解氫氧化鐵來進行製備
[5]
。
謠言2:Ag+ 與 CO32-,會發生雙水解反應,生成CO2氣體,和Ag(OH)沉澱。
駁斥:硝酸銀與碳酸鈉並不發生雙水解反應,而是發生正常的複分解反應形成碳酸銀沉澱
[6]
,不應被網絡上的一些錯誤見解誤導。
- 參考資料
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- 1. 董順. Al^3+的雙水解一定生成Al(OH)3沉澱嗎?[J]. 中學化學教學參考, 2010(11):30-30.
- 2. 喻俊, 丁偉. Fe2+、AlO2-雙水解反應的實驗初探[J]. 化學教學, 2015(8):51-54.
- 3. 黃安傑. 談“另類”化學方程式的書寫[J]. 廣西教育, 2001(29):35-35.
- 4. 陸燕海, 林肅浩. 硫酸鋁遇碳酸鈉、碳酸氫鈉時水解-沉澱產物的探索[J]. 化學教育(中英文), 2010, 31(7):74-75.
- 5. 鹼式醋酸鐵(Ⅲ) .物競化學品數據庫[引用日期2015-06-15]
- 6. 碳酸銀 .物競化學品數據庫[引用日期2015-11-23]