談?wù)匊}類水解原理在STS中的應(yīng)用-舊人教

1、談?wù)匊}類水解原理在STS中的應(yīng)用河南省羅山高中(464200)徐業(yè)政許多鹽溶于水后會(huì)部分地與水發(fā)生水解反應(yīng)，從而導(dǎo)致所形成的溶液能夠表現(xiàn)出鹽性質(zhì)以外的某些性質(zhì)，在科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)、生活中應(yīng)合理利用這種性質(zhì)。1. 利用水解原理除污垢對于油性污垢，除了可用堿或?qū)Ｓ孟礈靹┏ニ鼈兺?，還可以利用某些水解后呈堿性的鹽溶液來除去它們，如熱的純堿溶液是一種優(yōu)良的洗滌劑，因?yàn)镃O32+H2OHCO3+OH，這樣純堿的溶液就呈堿性而具有去污能力。歷史上人們曾用草木灰的水溶液來洗滌衣物，這是因?yàn)椴菽净抑泻蠯2CO3，水解后使溶液也呈堿性而具有去污能力。一般說來強(qiáng)堿與弱酸形成的鹽水解后溶液呈堿性，可用于除去油污。2

2、. 利用水解原理除銹漬不少金屬器具、制品使用時(shí)間一長，表面就會(huì)出現(xiàn)銹漬，這些銹漬的成份是相應(yīng)金屬的氧化物，它是金屬在空氣中被氧氣緩慢氧化而形成的，這些氧化物屬于堿性氧化物，能夠溶于酸溶液中，也能溶于水解后呈酸性的鹽溶液中。故常常使用強(qiáng)酸弱堿鹽的溶液來除去金屬銹漬，其中ZnCl2、NH4Cl是最常使用的除銹劑。3. 利用水解原理凈化水水的凈化是指除去水中懸浮性及其它難溶性物質(zhì)的過程，凈化的方法除了通過長時(shí)間的靜置外，還可以通過向水中加入某種化學(xué)試劑的方法來加快水凈化的速度。通常所用的凈化試劑有明礬、鐵鹽等。這些鹽至所以能對水進(jìn)行凈化是由于它們?nèi)苡谒髸?huì)水解生成具體較大表面積的氫氧化鋁、氫氧化鐵膠

3、體，這些膠體具有較強(qiáng)的吸附性，它們會(huì)吸附水中存在的難溶性物質(zhì)而形成沉淀沉聚下來，從而使水得到凈化。例1：城市自來水廠供給居民的生活用水，常先用氯胺NH2Cl（強(qiáng)氧化劑作用相當(dāng)于氯氣）再用綠礬FeSO47H2O來消毒、凈化、改善水質(zhì)。試根據(jù)水解原理分析解釋其原因，寫出其方程式。解析：NH2Cl作用相當(dāng)于氯氣，Cl2+H2O HCl+HClO。因此，NH2Cl+H2O=NH3+HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性，可消毒殺菌，也可將FeSO4中Fe2+氧化為Fe3+。生成的Fe3+水解：Fe3+3H2O Fe(OH)3(膠體)+3H+，產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體具有吸附作用，可吸附水中的難溶性物質(zhì)形成沉淀

4、而使水得到凈化。4. 利用水解原理除雜質(zhì)某些鹽溶液中的雜技若用一般的方法不易除去，但利用水解原理則很容易。例2：.除雜質(zhì)為了除去MgCl2的酸性溶液中的Fe3+，可在加熱條件下加入一種試劑，過濾后再加入一定量的鹽酸，這種試劑是A NH3H2O B NaOH C Na2CO3 D MgCO3解析：由于溶液中存在的離子有為Mg2+、Cl、Fe3+三種，加入A、B、C組中的試劑后雖然均可除去Fe3+，但同時(shí)引入新的雜質(zhì)離子NH4+、Na+，這不符合物質(zhì)提純的要求，故不能用。MgCO3雖然與Fe3+不能直接反應(yīng)，但因?yàn)镕e3+能水解產(chǎn)生H+：Fe3+3H2O3H+Fe(OH)3，因此會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)：

5、MgCO3+2H+=Mg2+H2O+CO2,這樣就破壞了前面的水解平衡，使之向生成Fe(OH)3的方向移動(dòng)，生成的Fe(OH)3在加熱條件下發(fā)生凝聚而沉淀下來，從而將Fe3+除去。5. 利用水解原理指導(dǎo)科學(xué)施肥農(nóng)作物的生長離不開肥料，科學(xué)的施肥可以用較小的投入獲得較大的收益，而不當(dāng)?shù)氖┓室粍t會(huì)造成浪費(fèi)，二則可能根本達(dá)不到增產(chǎn)之目的?？茖W(xué)施肥的內(nèi)容之一就是要考慮土壤的酸堿性與所施肥料酸堿性的匝配問題，或者要考慮同時(shí)施用的幾種肥料酸堿性的匝配問題。如草木灰與人糞尿不能混合施用，原因是草木灰中的K2CO3水解時(shí)呈堿性：CO32+H2OHCO3+OH，人糞尿中的NH4+水解使溶液呈酸性：NH4+H2O

6、NH3H2O+H+。若將二者混合施用，則因H+OH=H2O而相互間能促進(jìn)對方的水解，最終會(huì)導(dǎo)致一部分氨態(tài)氮變成NH3擴(kuò)散到大氣中，從而造成肥效的損失。此外，長期使用(NH4)2SO4的土壤會(huì)呈酸性，也是因?yàn)镹H4+水解呈酸性的緣故。6. 利用水解原理防止藥品在存放中變質(zhì)某些鹽溶液在長期存在過程中會(huì)變質(zhì)，如鐵鹽、銅鹽、硅酸鹽的溶液等最終會(huì)產(chǎn)生沉淀Fe(OH)3、Cu(OH)2、H2SiO3。而這些沉淀的生成是因?yàn)樯鲜鋈芤褐械柠}發(fā)生了水解的原故，因此只要能阻止鹽的水解就能防止其變質(zhì)。由于陽離子水解后使溶液呈酸性，陰離子水解使溶液呈堿性，F(xiàn)e3+3H2OFe(OH)3+3H+，SiO32+2H2O

7、H2SiO3+2OH，根據(jù)平衡移動(dòng)原理知：對于陽離子能水解的鹽可采取加入相應(yīng)的酸、對于陰離子水解的鹽可采取加入相應(yīng)堿的方法來抑制其水解。7. 利用水解原理制膠體膠體制備的方法有多種，其中利用水解的原理來制取膠體是一種簡便易行的方法，如制取氫氧化鐵膠體的方法是將飽和FeCl3溶液滴加到沸水中并繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色即可：Fe3+3H2O Fe(OH)3(膠體)+3H+。例3(02年上海)：將飽和FeCl3溶液分別滴入下述液體中，能形成膠體的是A 冷水 B 沸水 C NaOH溶液 D NaCl濃溶液解析：FeCl3在冷水中的水解程度小，不能形成膠體；FeCl3在NaOH溶液中形成的Fe(OH)3太

8、多而易得到沉淀；膠體本身在濃電解質(zhì)溶液中會(huì)發(fā)生聚沉，故在NaCl濃溶液中不可能形成膠體，故答案為B。8. 制作滅火劑泡沫滅火器內(nèi)裝飽和碳酸氫鈉溶液和飽和硫酸鋁溶液，使用前兩者分別盛放在鐵(鋼)筒內(nèi)和內(nèi)置于鐵筒內(nèi)的玻璃筒里的，使用時(shí)將滅火器倒置，兩種藥品就會(huì)劇烈反應(yīng)放出大量的CO2，其工作原理是：Al3+3HCO3 Al(OH)3+CO2，CO2的生成使滅火器內(nèi)壓強(qiáng)增大，使CO2、H2O、Al(OH)3及大量的泡沫一起噴射出來，這些泡沫緊緊粘附在燃燒物上，使其與空氣隔絕，從而達(dá)到滅火目的，9.利用水解原理進(jìn)行物質(zhì)的鑒別由于不同類型的鹽水解后溶液呈現(xiàn)不同的酸堿性，故可利用這種性質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)的鑒別，如

9、只用石蕊試液就可以將Na2CO3、NaCl、NH4Cl三種溶液一次性鑒別開，因?yàn)镹a2CO3溶液因CO32水解呈堿性，遇石蕊試液顯藍(lán)色，NH4Cl溶液因NH4+水解而呈酸性，遇石蕊呈紅色，而NaCl是強(qiáng)酸強(qiáng)堿形成的鹽，不水解呈中性，遇石蕊呈紫色，現(xiàn)象各不相同。此外還可以利用某些鹽相遇后發(fā)生“雙水解”而生成沉淀和氣體多種現(xiàn)象進(jìn)行區(qū)別。10.水解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用利用鹽與鹽反應(yīng)可制得新鹽，但有些鹽的制備卻不能用此方法，如制備Al2S3只能用單質(zhì)鋁與硫反應(yīng)來制取而不能用鋁鹽與硫化物反應(yīng)來制取，因?yàn)锳l3+與S2在水中能發(fā)生“雙水解”反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀和H2S氣體；此外也無法制得碳酸鋁、碳酸鐵等鹽類物質(zhì)。通過蒸發(fā)鹽溶液的方法可結(jié)晶析出相應(yīng)的溶質(zhì)鹽，但有些鹽卻不能通過簡單地蒸發(fā)相應(yīng)鹽溶液的方法得到，因?yàn)榧訜嵴舭l(fā)過程中會(huì)使某些鹽(揮發(fā)性酸形成的鹽)的水解能進(jìn)行到底。例4：(99年上海高考)在蒸發(fā)皿中加熱蒸干并灼燒(低于400)下列物質(zhì)的溶液，可以得到該物質(zhì)固體的是A 氯化鋁