双水解的原理及应用

双水解的原理及应用

当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水而使两种离子的水解平衡向水解方向移动而互相促进水解，而水解完全。

基本介绍

例如:泡沫灭火器中的主要化学物质是碳酸氢钠与硫酸铝，互相促进水解生成二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀，从而产生大量的泡沫。

3(HCO3-)+(Al3+)= 3CO2↑ +Al（OH）3↓

Al2S3+3H2O=2Al（OH）3↓ +3H2S↑

AlN+3H2O=Al（OH）3↓+NH3↑

弱酸阴离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进水解，水解程度增大。有些互促水解反应不能完全进行，有些互促水解反应能完全进行（俗称“双水解反应”）。那么，哪些弱酸根离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进水解反应能完全进行呢？由于中学化学教学中往往仅列出能发生“双水解反应”的一些例子让学生记住，学生较难掌握且不能举一反三、灵活运用；本文浅谈互促水解反应完全进行的条件及其推论，揭示其本质，以便该知识能较易被掌握和应用。

发生条件

一.“双水解反应”发生的条件：

首先我们来分析Al3+与HCO3-在水溶液中为什么能发生“双水解反应”而Mg2+与CO32-或HCO3-却不能发生“双水解反应”？互相促进水解其水解程度增大,由于Al(OH)3溶解度非常小且H2CO3又不稳定易分解即生成的水解产物能脱离反应体系,根据平衡移动原理水解

条件之一是：水解产物是容易脱离反应体系的溶解度非常小的物质（如：Al(OH)3、Fe(OH)3或H2、O2等极难溶的气体）。当然，若互相促进水解程度非常大水解反应也可以认为完全进行。如：（NH4）2S几乎99.9%水解成NH3·H2O和HS-。

综上所述，双水解反应能否完全进行决定于两个因素：1.互相促进水解程度大小（包括物质本性、外界条件等的影响）；2.水解产物的溶解度。

推论应用

二.有关推论及其应用：

高中化学中常见的能发生“双水解反应”的离子对有：Al3 +与HCO3-、CO32-、HS-、S2-；Fe3+与HCO3-、CO32-；NH4+与SiO32-；Al3+与Al（OH）4-等。发生双水解的离子不共存。下面我们思考这样一个问题：

Al3+遇到比碳酸还弱的酸的酸根如：ClO-、SiO32-、AlO2-等会不会发生“双水解反应”呢？根据以上条件，答案是肯定的。实际上，由于Al(OH)3、Fe(OH)3溶解度非常小，比碳酸稍强的酸的酸根与Fe3+ 、Al3 +也能发生“双水解反应”。

重要方程

中学化学中常见的能发生“双水解反应”的离子对有：

Al3 +与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、ClO-、AlO2-；

Fe3+与HCO3-、CO32-、ClO-、AlO2-；

NH4+与SiO32-等。

1、【铝离子和碳酸氢根离子】

Al3+＋3HCO3-=AL(OH)3↓＋3CO2↑

2、【铝离子和碳酸根离子】

2Al3+＋3CO32-＋3H2O=2Al(OH)3↓＋2CO2↑

3、【铝离子和硫离子】

2Al3+＋3S2-＋6H20=2Al(OH)3↓＋3H2S↑

4、【铝离子和HS-（硫氢根）离子】

Al3+＋3HS-＋3H2O=Al(OH)3↓＋3H2S↑

5、【铁离子和四羟基合铝酸根离子】

Fe3+＋3(Al(OH)4)-=Fe(OH)3＋3Al(OH)3↓

6、【铁离子和碳酸根离子】

2Fe3+＋3(CO3)2-+3H2O=2Fe(OH)3＋2CO2↑

7、【铵根离子和四羟基合铝酸根离子】

NH4+＋(Al(OH)4）-=NH3·H2O＋Al(OH)3↓

8、【铁离子和碳酸氢根离子】

Fe3+＋3HCO3-=Fe(OH)3↓＋3CO2↑（因为反应物和生成物中都有水抵消了，就不表示出来了）