吳志惠

（江蘇省橫林高級中學江蘇常州213101）

NH4HCO3溶液與少量NaOH溶液反應的離子方程式的探討

吳志惠

（江蘇省橫林高級中學江蘇常州213101）

運用excel單變量求解功能，證明0.1mol/L的NH4HCO3溶液與少量0.1mol/L的NaOH溶液時反應時，NH4+優(yōu)先與OH-離子反應。

單變量求解；離子反應

在NH4HCO3溶液加入少量NaOH溶液，是哪種離子先與OH-反應，在“baidu知道”及“soso問問”有大量的提問，給出的答案有以下兩種：一種是認為NH4+先與OH-反應，理由如下：1.NH4+帶正電荷，較HCO3-吸引力大；2.NH4+離子酸性強于HCO3-；另一種認為是HCO3-先與OH-反應，理由如下：1.如果先與NH4+反應生成氨水，氨水也會和HCO3-繼續(xù)反應生成NH4+和CO32-，因為堿可以與鹽反應；2.HCO3-與OH-反應類似于中和反應，NH4+與OH-的反應是復分解反應，中和反應優(yōu)先于復分解反應。上述提出的理由，都只是從定性的角度分析，無法使另一方完全信服。因此，出現(xiàn)的現(xiàn)象是不同的試卷有不同的答案，學生越問越糊涂。

在某份高考模擬試卷中，設計了一個實驗探究，認為是HCO3-先與OH-反應：

表1

這個實驗很明顯是個假想實驗，連濃度這個基本數(shù)據(jù)都沒有出現(xiàn)，基于的假設是HCO3-不會與Ca2+生成沉淀，因為碳酸氫鈣是可溶于水的。事實上HCO3-只有在濃度很稀的情況下才不與Ca2+生成沉淀，否則會生成CaCO3沉淀。

假設，在25℃時10mL0.1mol/L的NH4HCO3溶液中滴加1滴0.1mol/L的CaCl2溶液。有關數(shù)據(jù)：氨水Kb=1.77×10-8、碳酸鈣Ksp=8.7×10-9、碳酸Ka1=4.30× 10-7、Ka2=5.61×10-11。

在0.1mol/L的NH4HCO3溶液中有如下關系：

將⑧⑨⑩代入⑦式，可以得到關于H+濃度的一元高次方程，利用excel單變量可求解功能[1]，可以得到比較精確的數(shù)據(jù)：

表2

10mL溶液中滴入1滴0.1mol/L的CaCl2后，溶液中Ca2+濃度約為5.00×10-4，則[Ca2+][CO32-]=5.00×10-4×3.31×10-4=1.655×10-7＞Ksp（CaCO3），即使H4HCO3溶液中不加NaOH，直接加CaCl2也會產(chǎn)生沉淀，不可能用上面所謂的探究來解決問題。

NH4+與HCO3-究竟是哪個優(yōu)先與OH-反應呢？《NH4HCO3與NaOH溶液的反應和反應物的量有關嗎》一文中認為“反應并不存在明顯的先后順序問題”[2]，真的是這樣嗎？

假設，在25℃時10mL0.1mol/L的NH4HCO3溶液中滴加10mL0.1mol/L的NaOH溶液，反應后溶液中有如下關系：

將ⅧⅨⅩ三式代入Ⅶ，同樣得到關于H+濃度的一元高次方程，用excel單變量可求解功能，可以得到比較精確的數(shù)據(jù)：

表3

從表3可以看出，NH4+、HCO3-與OH-反應是個競爭反應，NH4+反應的轉化率是HCO3-的3.15倍。如果上述反應中只加入1mLNaOH，經(jīng)計算NH4+反應的轉化率是HCO3-的4.5倍。因此，當加入少量NaOH時，可認為NH4+優(yōu)先與OH-反應。

鑒于高中的教學要求，不可能進行如此復雜的計算。因此，在命題時應該回避NH4HCO3溶液與少量NaOH溶液反應的離子方程式的考查，只能考查NH4HCO3與過量NaOH溶液的離子反應方程式。

[1]吳志惠.Excel在《化學反應原理》教學中的應用[J].化學教與學，2013，（5）：95-97

[2]曾應超.NH4HCO3與NaOH溶液的反應和反應物的量有關嗎[J].化學教學，2013，（4）：74-75

1008-0546（2013）12-0077-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.12.031