強烈雙水解一定生成氫氧化物嗎?

2021-01-20 一個蘆老師

多數學生有一個錯誤的認知：金屬陽離子與弱酸根陰離子發生強烈雙水解時，金屬陽離子得到氫氧化物，酸根得到對應的弱酸。很多同學還會去死記硬背能夠強烈雙水解的離子，如：

Al3+ 與 CO32− 在水中生成 Al(OH)3

Al3+ 與 SO32− 在水中生成 Al(OH)3

實際上，上述陰、陽離子在水溶液中確實不能夠大量共存，但不是僅僅生成Al(OH)3這樣簡單，而是得到鹼式鹽，如：

Al3+ 與 CO32− 在水中生成 （1−x）Al2(CO3)3·xAl(OH)3

Al3+ 與 SO32− 在水中生成 （1−x）Al2(SO3)3·xAl(OH)3

其中x的值與溶液中Al3+ 、 CO32−或SO32−，以及OH− 的濃度有關。當然如果溶液的鹼性較強，也可以得到Al(OH)3（即認為此時x的值為 1 ）。

我們如何理解呢？實際上，這是一種平行的競爭關係。例如Al3+ 與 CO32− 在水中的反應，是下面幾個平行反應同時進行得到的：

陽離子水解：Al3+ +3 H2O == Al(OH)3↓ + 3 H+

                                          陰離子水解：CO32− + H2O == HCO3− + OH−

                                                                 HCO3− + H2O == H2CO3 + OH−

              複分解：2 Al3+ +3 CO32− == Al2(CO3)3↓ + 3 CO2↑

實際上，上述幾個反應中的產物，都有可能生成，最終得到的就是鹼式碳酸鋁 （1−x）Al2(CO3)3·xAl(OH)3 。同學們可曾想過：為什么九年級的教材中，溶解性表裡不存在CuCO3的溶解性？這並不是因為CuCO3不存在，而是因為Cu2+和CO32− 在水溶液中會得到鹼式碳酸銅。

學習自然科學（尤其是教學層面），可以有學段本身的局限性，但是不能有錯誤，要尊重自然，尊重科學。如果偏離了對事實的尊重，則會在高考中犯下錯誤，下面的兩道題目，對本文的內容進行了直接的考查。

 

例1．某學生探究0.25 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液與0.5 mol·L－1 Na2CO3溶液的反應，實驗如下。

實驗1

實驗2

 

下列分析不正確的是()

A．實驗1中，白色沉澱a是Al(OH)3

B．實驗2中，白色沉澱b中含有CO

C．實驗1、2中，白色沉澱成分不同，與混合後溶液的pH有關

D．檢驗白色沉澱a、b是否洗滌乾淨，不可使用相同的檢驗試劑

答案選D，B項則指沉澱為鹼式碳酸鋁。

 

例2. [2016年北京卷節選]向 2 mL 0.2 mol/L Na2SO3溶液中滴加 0.1 mol/L Al2(SO4)3 溶液，對於沉澱中亞硫酸根的存在形式提出兩種假：

i.被Al(OH)3所吸附；

ii.存在於鋁的鹼式鹽中。

對假設ii設計了對比實驗，證實了假設ii成立。

a．將對比實驗方案補充完整。

步驟二：________________________________________(按上圖形式呈現)。

b．假設ii成立的實驗證據是________________。

答案：①Al3＋、OH－

  ②     

          b．V1明顯大於V2

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