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        聚焦鹽類水解 破解十大應(yīng)用

        2024-05-26 13:20:27王繁黃玉梅
        中學(xué)化學(xué) 2024年1期
        關(guān)鍵詞:弱堿強(qiáng)酸蒸干

        王繁 黃玉梅

        鹽類水解廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活,總結(jié)如下。

        一、熱的純堿溶液可去油污

        油污屬于酯類,難溶于水,純堿在加熱條件下水解:

        加熱促進(jìn)CO32-的水解,溶液堿性越強(qiáng),去污能力增強(qiáng)。因此,產(chǎn)生的OH -促進(jìn)酯的水解,生成可溶于水的高級脂肪酸鈉和甘油。

        二、鹽溶液的配制和保存

        配制FeCl3溶液時(shí),通常將FeCl3晶體溶于較濃的鹽酸中,然后再加水稀釋至所需的濃度,溶于鹽酸的日的是防止F3+發(fā)生水解反應(yīng);而配制FeSO4溶液時(shí),將固體FeSO4溶于少量稀硫酸,目的也是增大H+濃度,從而抑制Fe2+的水解,再加入少量的鐵屑,防止Fe2+被氧化。

        三、部分鹽可作凈水劑

        鋁鹽、鐵鹽等部分鹽一定條件下水解生成膠體,因有較強(qiáng)的吸附性,可吸附水中的懸浮物而達(dá)到凈水效果。例如,明礬可作凈水劑,是因?yàn)槊鞯\溶于水后電離產(chǎn)生的鋁離子水解:

        牛成的Al(OH)3膠體粒子因帶正電,可吸附懸浮于水中的泥沙、固體顆粒物等,而從達(dá)到凈水的效果。

        四、泡沫滅火器原理

        泡沫滅火器內(nèi)部有鋼瓶和塑料桶2部分構(gòu)成,分別向鋼瓶和塑料桶中加入NaHCO3和Al2(SO4)3溶液,當(dāng)遇到緊急情況,拔保險(xiǎn)并倒立,Al2(SO4)3與NaHCO3溶液因接觸而充分反應(yīng),噴射出含有Al(OH)3的高壓CO2,實(shí)現(xiàn)將可燃物表面進(jìn)行固體覆蓋和隔絕空氣的目的,從而達(dá)到滅火的效果。

        五、部分鹽為溫和的酸堿

        通常選用NH4Cl溶液除去鋼材表面的鐵銹,因NH4+在水溶液中發(fā)生水解:

        產(chǎn)生的極少量H+和鐵銹反應(yīng),因酸性較弱不會腐蝕金屬材料本身,起到恰到好處的作用。

        六、制備膠體

        向沸水中滴加FeCl3飽和溶液,并繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色,加熱的目的是為了增大Fe3+的水解程度,從而制備Fe(OH)3膠體。而不能選用Fe2(SO4)3溶液制備Fe(OH)3膠體,是因?yàn)樗猱a(chǎn)生的H2SO4是難揮發(fā)性的酸,無法和產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體分離,制備不了Fe(OH)3膠體。

        七、鹽溶液酸堿性的判斷

        有弱才水解,無弱不水解,描述的是鹽類水解的條件,并不是所有的鹽溶于水都能發(fā)生水解反應(yīng),當(dāng)含有弱離子的鹽溶于水時(shí)才能夠水解。NaCl溶液不能水解,NH4Cl溶液中NH4+是弱離子,故能發(fā)生水解。誰強(qiáng)顯誰性,指鹽類水解的結(jié)果,從反應(yīng)的角度看,形成該鹽的酸和堿誰更強(qiáng)顯誰性。FeCl3溶液可看作Fe(OH)3與HCl反應(yīng)制得,F(xiàn)e3+對應(yīng)的堿Fe(OH)3是弱堿,HCl是強(qiáng)酸,所以呈酸性。同理,CH3COONa溶液呈堿性。從鹽的形成方式可判斷能水解鹽的酸堿性,即強(qiáng)酸弱堿鹽呈酸性;強(qiáng)堿弱酸鹽呈堿性。

        八、化肥的施用

        例如,草木灰與銨態(tài)氮肥不能混合施用,否則導(dǎo)致肥效損耗。草木灰的主要成分為K2CO3,和銨態(tài)的氮肥混合后,這兩種鹽發(fā)生可逆的互促水解,雖程度不是很大,但是仍然有氨逸出從而導(dǎo)致肥效降低。同時(shí),土壤的酸堿性直接影響農(nóng)作物的生長,鹽堿地通常加石膏,酸性土壤加生石灰來調(diào)節(jié),達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。

        九、鹽溶液加熱蒸干問題

        1.氧化物型

        對鹽溶液加熱、蒸干、灼燒后得到對應(yīng)的氧化物。例如AlCl3溶液蒸干得Al(OH)3固體,灼燒最終得固體Al2O3。這是因?yàn)锳lCl3溶液在加熱時(shí)促進(jìn)Al3+水解得到Al(OH)3和HCl,HCl是易揮發(fā)性酸與Al(OH)3懸濁液分離,Al(OH)3固體沉降后受熱分解得到氧化鋁固體。Fe(NO3)3溶液、MgCl2溶液等易揮發(fā)性的強(qiáng)酸弱堿性,加熱、蒸干、灼燒都得到對應(yīng)的氧化物。

        2.自身型

        對鹽溶液加熱、蒸干、灼燒后得到原物質(zhì)。例如,將Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3本身,在加熱Na2CO3溶液時(shí),雖促進(jìn)Na2CO3水解得到NaHCO3和NaOH,所得的NaOH溶液在溶液中難揮發(fā),同時(shí)抑制HCO3-水解,蒸發(fā)到一定程度發(fā)生反應(yīng):

        HCO3-+OH-=CO32-+H2O

        所以蒸干后得到原物質(zhì)Na2CO3。

        再如,將CuSO4溶液加熱、蒸干、灼燒得到CuSO4本身。在加熱CuSO4溶液時(shí),水解得到的H2SO4是難揮發(fā)性酸,不會產(chǎn)生和Cu(OH)2分離的情況。即便水解,產(chǎn)生的H2SO2與Cu(OH),反應(yīng),重新得到CuSO4固體本身。

        所以難揮發(fā)性的強(qiáng)酸弱堿鹽或強(qiáng)堿弱酸鹽加熱,蒸干、灼燒后得到鹽溶質(zhì)本身。

        3.還原型

        部分鹽溶液加熱蒸干時(shí),溶質(zhì)會被O2氧化,得不到原溶質(zhì)。例如,Na2SO3溶液在加熱、蒸干后得到其氧化產(chǎn)物Na2SO4。將FeCl2溶液加熱、蒸干、灼燒的過程中,首先是溶質(zhì)被氧化,然后水解產(chǎn)生的弱堿Fe(OH)3分解得到Fe2O3。所有具有易還原性的鹽溶質(zhì)在加熱蒸干過程中,首先要考慮鹽溶質(zhì)被氧化,然后再考慮其它的變化。

        4.分解型

        鹽溶液在加熱、蒸干、灼燒的過程中還要考慮鹽受熱時(shí)是否易分解,也就是考慮鹽溶質(zhì)的熱穩(wěn)定性。例如,Ca( HCO3)2溶液在加熱蒸干的過程中,溶質(zhì)受熱分解得到CaCO3固體,灼燒后得到固體CaO。在加熱NaHCO3溶液、KMnO4溶液、NH4Cl溶液時(shí),溶質(zhì)受熱易分解,因此蒸干、灼燒時(shí)溶質(zhì)都會發(fā)生熱分解。

        十、物質(zhì)的提純

        怎樣除去Cu2+溶液中混有的少量Fe3+,因Cu(OH)2、Fe(OH)32種難溶物的溶解度不同,利用鹽類水解原理,可以向溶液中加入CuO或Cu(OH)2或CuCO2或Cu2(OH)2C01等固體,因消耗水解平衡體系的H+,溶液pH增大,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。除雜試劑本身是難溶物,即便過量也不會影響提純試劑的純度,從而達(dá)到除雜的日的。

        綜上所述,分類厘清鹽類水解的應(yīng)用,更有利于學(xué)生掌握和靈活運(yùn)用,提高化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和分析問題、解決問題的能力。

        (收稿日期:2023-12-09)

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