高中化學(xué)水解及高中化學(xué)書本中的實(shí)驗(yàn)裝置圖

高中化學(xué)水解物質(zhì)與水發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)。（例圖：碳酸根離子分步水解）由弱酸根或弱堿離子組成的鹽類的水解有兩種情況：①弱酸根與水中的H+結(jié)合成弱酸，溶液呈堿性，如乙酸鈉的水溶液：CH3COO-+H2O←═→CH3COOH+OH-②弱堿離子與水中的OH-結(jié)合，溶液呈酸性，如氯化銨水溶液：NH4++H2O←═→NH3·H2O+H+生成弱酸（或堿）的酸（或堿）性愈弱，則弱酸根（或弱堿離子）的水解傾向愈強(qiáng)。例如，硼酸鈉的水解傾向強(qiáng)于乙酸鈉，溶液濃度相同時(shí)，前者的pH值更大。弱酸弱堿鹽溶液的酸堿性取決于弱酸根和弱堿離子水解傾向的強(qiáng)弱。例如，碳酸氫銨中弱酸根的水解傾向比弱堿離子強(qiáng)，溶液呈堿性；氟化銨中弱堿離子的水解傾向強(qiáng)，溶液呈酸性；若兩者的水解傾向相同，則溶液呈中性，這是個(gè)別情況，如乙酸銨。弱酸弱堿鹽的水解與相應(yīng)強(qiáng)酸弱堿鹽或強(qiáng)堿弱酸鹽的水解相比，弱酸弱堿鹽的水解度大，溶液的pH更接近7（常溫下）。如0.10mol/L的Na2CO3的水解度為4.2%，pH為11.6，而同一濃度的(NH4)2CO3的水解度為92%，pH為9.3。酯、多糖、蛋白質(zhì)等與水作用生成較簡(jiǎn)單的物質(zhì)，也是水解：CH3COOC2H5+H2O—→CH3COOH+C2H5OH(C6H10O5)n+nH2O—→nC6H12O6某些能水解的鹽被當(dāng)作酸（如硫酸鋁）或堿（如碳酸鈉）來使用。正鹽分四類：一、強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不發(fā)生水解，因?yàn)樗鼈冸婋x出來的陰、陽離子不能破壞水的電離平衡，所以呈中性。二、強(qiáng)酸弱堿鹽，我們把弱堿部分叫弱陽，弱陽離子能把持著從水中電離出來的氫氧根離子，破壞了水的電離平衡，使得水的電離正向移動(dòng)，結(jié)果溶液中的氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，使水溶液呈酸性。三、強(qiáng)堿弱酸鹽，我們把弱酸部分叫弱陰，同理弱陰把持著從水中電離出來的氫離子，使得溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，使溶液呈堿性。四、弱酸弱堿鹽，弱酸部分把持氫，弱陽部分把持氫氧根，生成兩種弱電解質(zhì)，再比較它們的電離常數(shù)Ka、Kb值的大?。ǘ皇撬舛鹊拇笮。?，在一溫度下，弱電解質(zhì)的電離常數(shù)（又叫電離平衡常數(shù)）是一個(gè)定值，這一比較就可得出此鹽呈什么性了，誰強(qiáng)呈誰性，電離常數(shù)是以10為底的負(fù)對(duì)數(shù)，誰負(fù)得少誰就大?？傊痪湓?，鹽溶液中的陰、陽離子把持著從水中電離出來的氫離子或氫氧根離子能生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)叫鹽類的水解。還有有機(jī)物類中的水解，例如酯類的水解，是酯和水反應(yīng)（在無機(jī)酸或堿的條件下）生成對(duì)應(yīng)羧酸和醇的反應(yīng)叫酯的水解，還有鹵代烴的堿性水解，溴乙烷和氫氧化鈉水溶液反應(yīng)生成乙醇和溴化鈉叫鹵烷的水解，還有蛋白質(zhì)的水解，最終產(chǎn)物為氨基酸等等。水解反應(yīng)（1）含弱酸陰離子、弱堿陽離子的鹽的水解，例如：Fe3++3H2O葑Fe(OH)3+3H+，CO32-+H2O葑H2CO3-+OH-（2）金屬氮化物的水解，例如：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑（3）金屬硫化物的水解，例如：Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑（4）金屬碳化物的水解，例如：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑（5）非金屬氯化物的水解，例如：PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl取代反應(yīng)（水解反應(yīng)）(有機(jī)反應(yīng))1.鹵代烴在強(qiáng)堿水溶液中水解，例如：CH3CH2-Cl+H-OH→△NaOHCH3CH2OH+HCl2.醇鈉的水解，例如：CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH3.酯在酸、堿水溶液中水解，例如：CH3COOCH2CH3+H2O→△H+orOH-CH3COOH+CH3CH2OH4.二糖、多糖的水解，例如淀粉的水解：（C6H10O5）n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖）5.二肽、多肽的水解，例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH6.亞胺的水解ArCH=N-Ph→(H20H+)ArCHO+PhNH2雙水解當(dāng)弱酸的酸根與弱堿的陽離子同時(shí)存在于水溶液中時(shí)，弱酸的酸根水解生成的氫氧根離子與弱堿的陽離子水解生成的氫離子反應(yīng)生成水而使兩種離子的水解平衡向水解方向移動(dòng)而互相促進(jìn)水解，而水解完全。例如:泡沫滅火器中的主要化學(xué)物質(zhì)是碳酸氫鈉與硫酸鋁，互相促進(jìn)水解生成二氧化碳?xì)怏w和氫氧化鋁沉淀，從而產(chǎn)生大量的泡沫。3(HCO3-)+(Al3+)=3CO2↑+Al（OH）3↓弱酸根離子與弱堿陽離子在水溶液中互相促進(jìn)水解，水解程度增大。有些互促水解反應(yīng)不能完全進(jìn)行，有些互促水解反應(yīng)能完全進(jìn)行（俗稱“雙水解反應(yīng)”）。那么，哪些弱酸根離子與弱堿陽離子在水溶液中互相促進(jìn)水解反應(yīng)能完全進(jìn)行呢？由于中學(xué)化學(xué)教學(xué)中往往僅列出能發(fā)生“雙水解反應(yīng)”的一些例子讓學(xué)生記住，學(xué)生較難掌握且不能舉一反三、靈活運(yùn)用；本文淺談互促水解反應(yīng)完全進(jìn)行的條件及其推論，揭示其本質(zhì)，以便該知識(shí)能較易被掌握和應(yīng)用。一.“雙水解反應(yīng)”發(fā)生的條件：首先我們來分析Al3+與HCO3–在水溶液中為什么能發(fā)生“雙水解反應(yīng)”而Mg2+與CO32–或HCO3–卻不能發(fā)生“雙水解反應(yīng)”？互相促進(jìn)水解其水解程度增大,由于Al(OH)3溶解度非常小且H2CO3又不穩(wěn)定易分解即生成的水解產(chǎn)物能脫離反應(yīng)體系,根據(jù)平衡移動(dòng)原理水解反應(yīng)繼續(xù)向右進(jìn)行,直至反應(yīng)完全進(jìn)行；但Mg(OH)2溶解度比Al(OH)3大些，不容易脫離反應(yīng)體系，則水解反應(yīng)進(jìn)行到一定程度就達(dá)到平衡，水解反應(yīng)不能完全進(jìn)行。由上不難看出:生成的水解產(chǎn)物脫離反應(yīng)體系是反應(yīng)得以完全進(jìn)行的重要原因.因此,“雙水解反應(yīng)”發(fā)生的條件之一是：水解產(chǎn)物是容易脫離反應(yīng)體系的溶解度非常小物質(zhì)如：Al(OH)3、Fe(OH)3或H2、O2等極難溶的氣體。當(dāng)然，若互相促進(jìn)水解程度非常大水解反應(yīng)也可以認(rèn)為完全進(jìn)行。如：（NH4）2S幾乎99.9%水解成NH3·H2O和HS-。綜上所述，雙水解反應(yīng)能否完全進(jìn)行決定于兩個(gè)因素：1.互相促進(jìn)水解程度大小（包括物質(zhì)本性、外界條件等的影響）2.水解產(chǎn)物的溶解度。（物的可溶性，不溶性、微溶性，揮發(fā)性、不存在或遇水就分解，這表必須牢記得滾瓜爛熟）二.有關(guān)推論及其應(yīng)用：中學(xué)化學(xué)中常見的能發(fā)生“雙水解反應(yīng)”的離子對(duì)有：Al3+與HCO3–、CO32–、HS-、S2-；Fe3+與HCO3–、CO32–；NH4+與SiO32-等。下面我們思考這樣一個(gè)問題：Al3+遇到比碳酸還弱的酸的酸根如：ClO-、SiO32-、AlO2-等會(huì)不會(huì)發(fā)生“雙水解反應(yīng)”呢？根據(jù)以上條件，答案是肯定的。實(shí)際上，由于Al(OH)3、Fe(OH)3溶解度非常小，比碳酸稍強(qiáng)的酸的酸根與Fe3+、Al3+也能發(fā)生“雙水解反應(yīng)”。1.問題：相同體積的c（H+）=0.001mol/L的強(qiáng)酸溶液和弱酸溶液分別跟足量的鎂完全反應(yīng)，為什么弱酸溶液會(huì)產(chǎn)生較多的氫氣？答：產(chǎn)生氫氣的量由氫離子物質(zhì)的量決定。弱酸部分電離，光電離的就與強(qiáng)酸一樣多，還有沒電離的呢。2.如何理解高中化學(xué)鹽類水解，電離平衡與水解平衡?鹽類水解，就是鹽里面的弱離子與水電離出來的H+或OH-反應(yīng)（屬于可逆反應(yīng)，所以有一個(gè)水解平衡），從而影響了水的電離平衡，具體講：鹽類水解促進(jìn)了水的電離平衡。例題：漂白粉在溶液中存在下列平衡：ClO-+H20=HClO+OH-（可逆），下列措施能提高其漂白效率的是：A.加水，B通入CO2，C通入SO2答案：BABC都解釋一下吧理解：搞清楚漂白粉的本質(zhì)是靠HClO，作用機(jī)理是氧化。別的都不好使A加水沒用，第一本來就有很多水了，再加水對(duì)反應(yīng)的影響不大。第二，加水稀釋了濃度反而漂白效率變低。得不償失。B,加入CO2既可以理解為強(qiáng)酸制備弱酸，由較強(qiáng)的H2CO3制備了較弱的HClO.也可以認(rèn)為CO2和OH-反應(yīng)，促使平衡右移。生成更多HClO效果增加C,看起來SO2和CO2差不多，但是SO2有還原性和HClO反應(yīng)，消耗了HClO，也是得不償失。實(shí)驗(yàn)裝置圖過濾一貼二低三靠。儀器：普通漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）蒸發(fā)儀器：蒸發(fā)皿、鐵架臺(tái)、玻璃棒、坩堝鉗、酒精燈操作要領(lǐng)：（1）蒸發(fā)皿中液體的量不得超過容積的2/3.（2）蒸發(fā)過程中必須用玻璃棒不斷攪拌，以防止局部溫度過高而使液體飛濺。（3）當(dāng)加熱至(大量)固體出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)停止加熱利用余熱蒸干。（4）不能把熱的蒸發(fā)皿直接放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，應(yīng)墊上石棉網(wǎng)。（5）坩堝鉗用于夾持蒸發(fā)皿。3、蒸餾儀器：蒸餾燒瓶，溫度計(jì)，冷凝管，牛角管，酒精燈，石棉網(wǎng)，鐵架臺(tái)，錐形瓶，橡膠塞操作要領(lǐng)：（1）在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片，防止液體暴沸。（2）溫度計(jì)水銀球的位置應(yīng)與支管口下端位于同一水平線上。（3）蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3，也不能少于1/3。（4）冷凝管中冷卻水從下口進(jìn)，上口出。分液和萃取儀器：分液漏斗、鐵架臺(tái)、燒杯操作要領(lǐng)：液體分層后，將分液漏斗上的玻璃塞打開（或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔），再將分液漏斗下面的活塞擰開，使下層液體沿?zé)诹飨隆Ｉ蠈右后w從分液漏斗上口倒出。一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制儀器：托盤天平、××mL容量瓶、量筒、藥匙、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管操作步驟：容量瓶檢漏：向容量瓶內(nèi)加入多量的水后倒置容量瓶，并觀察容量瓶口處是否漏出液體。若不漏，將瓶塞旋轉(zhuǎn)1800，再按剛才操作檢查是否漏出液體。若不漏，則容量瓶的瓶塞與瓶口的密封性合格。用NaOH固體配制250mL1.0mol/LNaOH溶液為例⑴計(jì)算：所需NaOH的質(zhì)量為：1.0mol/L×0.25L×40g/mol=10.0g⑵稱量：用托盤天平在燒杯中迅速稱量10.0gNaOH固體⑶溶解：取適量蒸餾水注入燒杯中，并用玻璃棒不斷攪拌使之完全溶解，冷卻至室溫⑷轉(zhuǎn)移：用玻璃棒引流將燒杯中溶液轉(zhuǎn)移入250mL容量瓶⑸洗滌：用蒸餾水洗滌燒杯、玻璃棒2～3次，將洗滌溶液一并轉(zhuǎn)移入容量瓶⑹定容：繼續(xù)加蒸餾水至離刻度線2～3cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加到凹液面最低處與刻度線相切⑺塞緊瓶塞，搖勻，裝瓶，貼好標(biāo)簽。7、鐵粉與水蒸氣反應(yīng)8、鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉14、Fe3+離子的檢驗(yàn)