李世垚
摘 要:隨著化學理論知識的發(fā)展,作為基礎(chǔ)較為薄弱甚至只有高中基礎(chǔ)的人群卻需要有一個更加方便的方法和角度來理解這個化學世界。在日常生活中,強酸制弱酸雖為常識,但如果結(jié)合電離反應以及水解反應便成為較為復雜的分析,基于此,提出假設(shè),鹽類物質(zhì)有“強鹽”與“弱鹽”之分(此為形象比喻,并非真有強弱鹽之分),用“強鹽”制取“弱鹽”作為強酸制弱酸及電解、水解反應的輔助性補充說明,并具體列出證明過程及應用方法和應用實例,結(jié)合相關(guān)知識、技巧以提供最優(yōu)解法。
關(guān)鍵詞:水解鹽溶液 強酸制弱酸 科學素養(yǎng)
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2018)05-0-01
前言
雖然中國目前進行飛速發(fā)展,由于目前我國廣大人民群眾科學素養(yǎng)普遍偏低,導致許多不堪一擊的謠言蔓延于生活中。“鹽類水解”是中學化學難點之一。運用鹽類水解知識處理鹽溶液間反應時,存在兩種偏向,其一,把初中學習的無機物相互反應的規(guī)律絕對化,誤認為兩種鹽溶液的反應都是復分解反應,該考慮水解的不考慮;其二,是犯擴大化的錯誤,誤認為有鹽溶液參與的反應,就必須考慮水解,結(jié)果水解泛檻成災。因此,鹽溶液間反應在什么情況下是復分解反應,在什么情況下是水解反應,成為學習水解知識的主要矛盾。對于和人們生活密切相關(guān)的強酸制弱酸的化學知識一旦聯(lián)系上水解反應,雖然更加實用多樣,卻比較難以分析,本文將針對此類反應,提出一種更加便捷的角度和方法進行計算、解釋。將同濃度可溶性鹽溶液堿性在同等條件下(多為標準狀況或常溫常壓)進行比較,堿性較強為強鹽,反之較弱的為“弱鹽”。同理,顯酸性的可溶性鹽溶液在同等條件酸性較強為強鹽,酸性較弱為弱鹽?;诖伺c在實驗及其化學相關(guān)理論知識相對比分析總結(jié)后,提出結(jié)論與分析方法。
一、在實驗及現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)的實例及現(xiàn)象規(guī)律
在實驗中,有強酸制弱酸如用制取,除此,發(fā)現(xiàn)有上述“強鹽”與“弱鹽”制取規(guī)律,例如:已知
[此為同濃度各物質(zhì)溶液PH值大小關(guān)系(常溫25℃下)
發(fā)現(xiàn):由水解反應規(guī)律可得酸性(電離程度):
有兩個“反應方程”如下:
1與2從“強酸制弱酸”規(guī)律反應物中酸均為H2CO3,生成物中酸均為HClO,由上可知H2CO3酸性大于HClO酸性,應該1與2均可發(fā)生反應但1反應無法發(fā)生,因Na2CO3與HClO仍可進行反應,生成NaHCO3與NaClO(Na2CO3+HClO+NaHCO3=NaClO+NaHCO3),可此種判斷方法使用困難同,不易辨別“產(chǎn)物”是否可繼續(xù)反應。
輔用“強鹽制弱鹽”可得:
因為水溶液中PH值——NaClO
NaCO3+HClO=NaHCO3+NaHClO
此時反應物中酸為HClO,鹽為Na2CO3;生成物中酸為NaHCO3鹽為NaClO[質(zhì)子理論]
因為水溶液PH值(同濃度)NaCO3>NAClO,且酸性HClO>NaHCO3所以方程成立。
二、以強酸制弱酸類比解釋“強鹽”制“弱鹽”
化學反應常常遵循“強強生弱”規(guī)律,如“氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性,還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性”,“較強酸+較弱酸鹽=較強酸鹽十較弱酸(強酸制弱酸)”等。1.對酸堿性強弱的本質(zhì)理解溶液中,對于HA =H++A—一方面HA能電離出H+,表現(xiàn)酸性;另一方面,由于A一能結(jié)合H+,A一在水溶液中發(fā)生水解,A一的強堿鹽溶液表現(xiàn)堿性。若HA電離生成H+的能力越弱,則A一結(jié)合H+的能力越強,稱HA與A一為一對共扼酸堿。HA為A一的HA為A一的共扼酸,A一為HA的共扼堿。且多元弱酸是分步電離的;2.對“強酸制弱酸”規(guī)律的理解對于反應HA十B一= HB + A一,常歸納成“較強酸+較弱酸鹽=較強酸鹽十較弱酸”或“強酸制弱酸”。實質(zhì)上此反應可看做B一奪取了A一結(jié)合的H十,故B一結(jié)合H+的能力強于A一,即B一的堿性強于A一,而HA的酸性強于HB。這就是“強酸制弱酸”規(guī)律的本質(zhì)。3.運用“強酸制弱酸”規(guī)律解題技巧根據(jù)“強酸制弱酸”規(guī)律我們既可以
由已知反應推知酸堿性強弱,也可以
根據(jù)酸堿性強弱判斷某些反應能否發(fā)
生。酸堿性強弱排序,若已知酸性:
H2CO3>C6H5OH>HCO3-,則可得堿
性:CO32->C6H5OH- >HCO3-,酸堿性強弱如圖1所示。
判斷反應能否進行根據(jù)“強強生弱”規(guī)律,結(jié)合酸堿性強弱排序表,凡連線呈“抬頭”趨勢的物質(zhì)(強酸與強堿)均可發(fā)生反應,而連線呈“低頭”趨勢的物質(zhì)(弱酸與弱堿)則不能發(fā)生反應,如H2CO3和CO32-能反應,C6H5OH和HCO3一 不能發(fā)生反應。
三、解釋“強鹽”制“弱鹽”原理
1.鹽的水解屬復分解反應,復分解反應存在規(guī)律:弱酸強堿鹽對應弱酸越弱,其鹽越容易水解;
2.較強酸制取較弱酸一種較強酸與另一種較弱酸的鹽反應可自發(fā)生成較弱酸與較強酸的鹽[堿同理]
3.
由上述,因為Kh在恒溫時,與其水解產(chǎn)生物的電離程度Ka或Kb成反比,較強酸/堿的Ka/Kb大于較大弱酸/堿Ka/Kb,固水解程度較強酸/堿弱于較弱酸/堿,其對應的鹽的溶液中酸/堿的溶液中酸/堿性就較小 [類似氧化性/還原性較強物制氧化性/還原性較弱物]
3、5可發(fā)生;4、6不可發(fā)生。
結(jié)語
綜上所述,此“強鹽制弱鹽”的規(guī)律方便實用,可讓民眾進一步理解可溶性鹽的電離與水解,并可以進行綜合利用。在進行化學反應是否可以進行時,輔以“強鹽制弱鹽”的規(guī)律,可以方便快捷地判斷出正確答案,不受反應產(chǎn)物是否可以繼續(xù)反應的干擾。即使抱有疑問,亦可用此方法對反應產(chǎn)物進行檢驗。
參考文獻
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