【初高衔接】初高中都没讲到的重要反应规律
在无机物分类中,酸式盐是一个特别的存在。
关于它的性质与形成规律,教材里只零散给出了一些反应,并无系统归纳总结。
酸式盐,可看做没有被碱完全中和透的酸,因此它仍具有酸的性质,一定条件下可对外提供H+;同时它又具有盐的性质,比如发生沉淀反应等。
作为酸(体现酸的性质):
NaHSO4+ NaCl高温 Na2SO4 + HCl↑
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3+ H2O
作为盐:
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2↑(弱酸盐跟强酸反应制弱酸)
NaHSO4+ BaCl2 = BaSO4↓+ NaCl + HCl(提供酸根离子SO42-形成BaSO4沉淀)
今天我们要说的是酸式盐形成的有关反应规律:
1. 过量的酸跟不足量的碱反应形成酸式盐
如向烧碱溶液中通入过量CO2:
CO2 + NaOH = NaHCO3
该反应可理解为,二元酸碳酸跟少量OH-相遇时,每个H2CO3只需拿出一个H+就足以将OH-中和,碳酸剩余的部分(HCO3-)跟Na+结合形成酸式盐NaHCO3。
当然,仔细按时间顺序考虑反应过程,向少量烧碱溶液中通CO2的开始阶段毕竟CO2的量相对较少,此时发生CO2 + 2NaOH = Na2CO3+ H2O,然后当CO2过量时,接着发生如下反应:
Na2CO3 + H2O + CO2= 2NaHCO3
而这,正是我们下边要描述的第二条规律。
2. 多元酸的正盐,跟酸本身反应得到酸式盐
上述这个Na2CO3水溶液跟CO2的反应,直接说明了为什么在制备CO2的实验中,只能用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的杂质HCl(发生反应NaHCO3 + HCl = NaCl +H2O + CO2↑),而不可使用Na2CO3溶液,因为碳酸钠本身会吸收CO2,除去杂质HCl的同时将主体物质也除去啦。
除此之外,该反应规律还有如下一些方面的体现。
(1)喀斯特地貌中溶洞和天坑的形成:
CaCO3 + H2O + CO2 =Ca(HCO3)2
富含CO2的地下水流经石灰岩,将难溶的CaCO3转化为微溶的Ca(HCO3)2带走,历经亿万年的“洗刷”,石灰岩不断“溶解”形成溶洞,溶洞越来越大,上方的山体难以支撑、坍塌形成天坑。
(2)制取磷肥(重过磷酸钙)
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4= 3Ca(H2PO4)2
磷元素是植物生长的重要必需元素,容易缺乏。而土壤中的磷矿石Ca3(PO4)2溶解度极低,靠磷矿石风化释放的可溶性磷难以满足现代农业生产需求,需将其转化成可溶性的酸式盐[磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2]。上述用磷酸处理磷矿石所得磷肥叫“重过磷酸钙”。
工业上也采取硫酸处理的方法:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4= Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
所得磷肥称“普通过磷酸钙”(简称“普钙”)。
中学化学里主要讨论多元酸的酸式盐,其实一元酸在特殊场合下也是可以形成酸式盐的,有兴趣的同学可以课外查阅资料学习。