盐与复分解反应发生的条件Salts and When Double Replacement Happens

大思想 · 转化(TRA)AP 科学实践 6 · 论证AP 衔接 · Unit 4约 30 分钟

学习目标

  • 说出氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙的俗名和用途,会检验碳酸盐
  • 说出复分解反应发生的条件:生成物中有沉淀、气体或水
  • 记住常见酸、碱、盐的溶解性规律,判断两种物质能否发生复分解反应并写出化学方程式

前置知识

  • 中和反应与 pH(1.8.5)
  • 四种基本反应类型(1.6.4)

盐不只是食盐

日常生活中说的“盐”是食盐;化学上的盐salt是由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成的一大类化合物。做馒头用的小苏打、蒸馒头用的纯碱、建房子用的大理石,在化学上都是盐。

生活中常见的盐

名称化学式俗名主要用途
氯化钠NaCl\ce{NaCl}食盐的主要成分调味品、配制生理盐水、融雪
碳酸钠NaX2COX3\ce{Na2CO3}纯碱、苏打生产玻璃、造纸、纺织、洗涤剂
碳酸氢钠NaHCOX3\ce{NaHCO3}小苏打发酵粉的主要成分,治疗胃酸过多
碳酸钙CaCOX3\ce{CaCO3}大理石、石灰石的主要成分建筑材料、补钙剂

纯碱的水溶液显碱性,但它是盐,不是碱。

碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙都能与稀盐酸反应,产生二氧化碳:

NaX2COX3+2 HCl→2 NaCl+HX2O+COX2↑\ce{Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2 ^} NaHCOX3+HCl→NaCl+HX2O+COX2↑\ce{NaHCO3 + HCl -> NaCl + H2O + CO2 ^}

所以检验碳酸盐的方法是:取样,加入稀盐酸,如果产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明含有碳酸根(或碳酸氢根)。

复分解反应发生的条件

1.6.4 节学过,两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫做复分解反应:

复分解反应Double replacement

两种化合物交换成分

当时留下了一个问题:两种化合物混在一起,什么时候才能真的反应?答案是:

酸、碱、盐之间的复分解反应,只有当生成物中有沉淀、气体或水生成时,才能发生。

另外,碱和盐、盐和盐反应时,两种反应物一般都要能溶于水。

酸、碱、盐的溶解性

判断有没有沉淀,要知道哪些物质难溶于水。初中阶段记住下面几条:

  • 钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐都易溶于水;
  • 盐酸盐(氯化物)中,氯化银 AgCl\ce{AgCl} 难溶;
  • 硫酸盐中,硫酸钡 BaSOX4\ce{BaSO4} 难溶,硫酸钙、硫酸银微溶;
  • 碳酸盐中,只有钾、钠、铵的碳酸盐易溶,碳酸钙、碳酸钡等难溶;
  • 碱中,氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和氨水易溶,氢氧化钙微溶,其余大多难溶,如蓝色的氢氧化铜、红褐色的氢氧化铁;
  • 常见的酸都易溶。

常见的沉淀:白色的 AgCl\ce{AgCl}、BaSOX4\ce{BaSO4}、CaCOX3\ce{CaCO3}、BaCOX3\ce{BaCO3}、Mg(OH)X2\ce{Mg(OH)2},蓝色的 Cu(OH)X2\ce{Cu(OH)2},红褐色的 Fe(OH)X3\ce{Fe(OH)3}。

任选两种溶液,先自己判断能不能反应,再看结果。注意氢氧化钠和盐酸的反应:它能发生,却没有明显现象:

动手试试:任选两种溶液混合,判断能否发生复分解反应

例题 1:判断能否反应

判断下列各组物质能否发生复分解反应,能反应的写出化学方程式:① 氯化钡溶液和硫酸钠溶液;② 硝酸钾溶液和氯化钠溶液;③ 碳酸钠溶液和澄清石灰水。

分步解析
  1. ① 交换成分: BaSOX4\ce{BaSO4} 和 NaCl\ce{NaCl}。硫酸钡是沉淀,能反应: BaClX2+NaX2SOX4→BaSOX4↓+2 NaCl\ce{BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 v + 2NaCl}
  2. ② 交换成分: KCl\ce{KCl} 和 NaNOX3\ce{NaNO3}。都易溶于水,没有沉淀、气体或水,不能反应。
  3. ③ 交换成分: CaCOX3\ce{CaCO3} 和 NaOH\ce{NaOH}。碳酸钙是沉淀,能反应: Ca(OH)X2+NaX2COX3→CaCOX3↓+2 NaOH\ce{Ca(OH)2 + Na2CO3 -> CaCO3 v + 2NaOH} 工业上用这个反应制取烧碱。

例题 2:氢氧化钠变质了吗?

氢氧化钠溶液敞口放置一段时间后可能变质。怎样检验它是否变质?

分步解析
  1. 变质的原因。 氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳: 2 NaOH+COX2→NaX2COX3+HX2O\ce{2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O} 所以只要检验有没有碳酸钠。
  2. 方法一:加足量稀盐酸。 如果产生气泡,说明有碳酸钠,已经变质。
  3. 方法二:加氯化钡溶液(或澄清石灰水)。 如果产生白色沉淀(BaCOX3\ce{BaCO3} 或 CaCOX3\ce{CaCO3}),说明已经变质。
  4. 不能用酚酞。 氢氧化钠和碳酸钠的溶液都显碱性,都能使酚酞变红,区分不开。
练一练:下列物质混合后,能否发生复分解反应?
  1. 稀硫酸和氯化钡溶液
  2. 氯化钠溶液和硝酸钾溶液
  3. 碳酸钠溶液和稀盐酸
  4. 氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液
  5. 氯化钾溶液和硝酸钠溶液
  6. 稀盐酸和澄清石灰水
  7. 碳酸钙和氯化钠溶液
  8. 硝酸银溶液和稀盐酸
  9. 硫酸钠溶液和稀盐酸

常见误区

误区 1:“纯碱是碱。” 纯碱是碳酸钠,由钠离子和碳酸根离子构成,属于盐。它只是溶液显碱性。

误区 2:“两种化合物混合,就会发生复分解反应。” 必须有沉淀、气体或水生成。氯化钠溶液和硝酸钾溶液混在一起,什么反应也不发生。

误区 3:“不溶于水的物质都不能发生复分解反应。” 碳酸钙不溶于水,却能与稀盐酸反应;氢氧化铜也能溶于稀硫酸。只是碱和盐、盐和盐反应时,才要求反应物都可溶。

即时小测

下列各组溶液混合后,能发生复分解反应的是?

检验某白色固体中是否含有碳酸盐,应选用的试剂是?

小结

  • 盐由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成;纯碱、小苏打、大理石、食盐都是盐。碳酸盐遇稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
  • 复分解反应发生的条件:生成物中有沉淀、气体或水;碱和盐、盐和盐反应时,反应物都要可溶。
  • 钾、钠、铵盐和硝酸盐都易溶;氯化物中 AgCl 难溶;硫酸盐中 BaSOX4\ce{BaSO4} 难溶;碳酸盐大多难溶;碱大多难溶,NaOH、KOH、Ba(OH)X2\ce{Ba(OH)2} 易溶,Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2} 微溶。
  • 判断复分解反应:先交换成分,再看生成物中有没有沉淀、气体或水。
通往 AP(以后再看)

AP 只要求记住最基本的溶解性规律,恰好就是今天的第一条:钠盐、钾盐、铵盐和硝酸盐都易溶。U4.2 会把复分解反应写成净离子方程式,比如 AgX++ClX−→AgCl\ce{Ag+ + Cl- -> AgCl},去掉没有参加反应的“旁观离子”;U4.7 把这类反应叫做沉淀反应;U7.11 再用溶度积 KspK_{sp} 定量描述“难溶”。

练一练这一章:模块 8 · 身边的常见物质 · 10 道题

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