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高中化学教材中“两表”伴随始终,其中《部分酸、碱和盐的溶解性表》(下面称《溶解性表》)一些信息易误读,导致理解、运用出错。本文仅根据《溶解性表》在中学化学应用角度收集常见一些错例,供复习参考。
一、忽视“溶、挥”物质与条件关系
《溶解性表》中有四处标明“溶,挥”,在实际应用时易混淆错用。现分别讨论其区别。
1.HNO3(溶,挥)
(1)在稀溶液中,产生为硝酸,溶于水,不能用“↑”;
(2)固体或浓溶液(或浓硫酸)反应产生硝酸易挥发,用“↑”表示。类似有HCl(溶,挥),在水溶液生成氯化氢不用“↑”,氯化钠固体与浓硫酸,加热反应生成氯化氢用“↑”:2NaCl(固)+H2SO4(浓)△
Na2SO4+2HCl↑
2.NH3·H2O(溶,挥)
(1)氨与水以体积比1∶700溶解,在稀溶液、冷溶液中生成氨溶于水,即产物以“NH3·H2O”形式出现。
(2)在浓溶液或加热或固体,加热反应产生的氨,以气体NH3形式,且标注“↑”。
(3)在银氨溶液中反应,因生成氨量少,且溶液为稀溶液,生成氨,以NH3形式,但不标示“↑”。
(4)双水解反应或NH+4水解反应中,水解程度弱,用可逆号表示,且产物以“NH3·H2O”形式。
(5)在铵盐溶液中加入碳化钙,过氧化钠等溶于水放热的固态物质,产生中氨以气体NH3形式,且标明“↑”。
3.H2CO3(溶,挥)
二氧化碳溶于水,以H2CO3形式存在;碳酸不稳定,挥发出来就分解,以CO2形式存在。
(1)HCO-3水解或双水解不产生沉淀,则生成的二氧化碳以H2CO3形式。
(2)碳酸盐、碳酸氢盐与足量酸反应,碳酸氢盐受热分解等生成二氧化碳,以“CO2”形式,且标明“↑”。
(3)盐类双水解且产物有难溶物,如氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镁等,产生二氧化碳,以“CO2”形式,标明“↑”。
(4)如果盐类水解,在煮沸条件下进行,生成二氧化碳以气体形式。如水垢水解:
MgCO3+H2O
△Mg(OH)2+CO2↑
二、忽视微溶物存在形式与分散系关系
《溶解性表》中有四种微溶物:氢氧化钙、硫酸钙、硫酸银、碳酸镁。反应物中微溶物,如果微溶物已溶解,以水溶液形式,这些微溶物都是强电解质,它们完全电离,以离子形式出现;在悬浊液中,大量微溶物以固态形式出现,用化学式表示。例如,碳酸钠溶液与石灰乳反应:
Ca2++CO2-3CaCO3↓(错误)
Ca(OH)2+CO2-3CaCO3↓+2OH-(正确)
石灰乳吸收氯气制漂白粉:
2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O(错误)
2Ca(OH)2+2Cl2
2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O(正确)
如果微溶物作为生成物,以化学式形式表示,因为微溶物沉淀析出。在溶液里离子大量共存判断题中,易误作为“溶液”处理,生成微溶物的离子不能大量共存,因为生成物为微溶物。例如,Mg2+与CO2-3、Ca2+与OH-、Ag+与SO2-4等在溶液中都不能大量共存.
三、忽视符号“—”与物质稳定性关系
大纲版教材《溶解性表》中,氢氧化银,碳酸铁、碳酸铝标有“—”,而新课标版教材将碳酸铜“↓”改为“—”,共四种物质标有这种符号。在学习中,部分学生误认为没有这四种物质或认为这些离子之间反应不存在,片面理解溶解性表下面“注释”。实际上,“—”表示两种情况:
(1)物质不稳定,在常温下很容易分解。如氢氧化银存在时间很短,易分解生成氧化银:Ag++OH-AgOH(白)↓
2AgOHAg2O(褐色)+H2O
在配制银氨溶液的实验中,能见到白色浑浊,但迅速转化成褐色沉淀。
(2)发生双水解反应生成其他物质,如Al2S3在水溶液中会发生双水解反应而在水中不存在。
四、忽视物质存在与反应物的量关系
在《溶解性表》中,氢氧化铝为“不”,部分学生就认为强碱与可溶性铝盐溶液反应都生成氢氧化铝沉淀,实际上,铝盐与强碱反应产物与反应物相对量有关。
若n(OH-)n(Al3+)≤3,则发生反应:
Al3++3OH-Al(OH)3↓
若n(OH-)n(Al3+)≥4,则发生反应:
Al3++4OH-AlO-2+2H2O
若3 Al3++3OH-Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O
五、忽视物质稳定性与环境关系
在《溶解性表》中,氢氧化亚铁为“不”。易误解为碱与亚铁盐反应生成稳定的氢氧化亚铁,即氢氧化亚铁可以存在于任何条件下。实际上,氢氧化亚铁很不稳定,稳定性比亚铁盐的差。只有在无氧条件下存在。在有氧气存在的环境中,很容易转化为红褐色氢氧化铁:
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
六、忽视物质溶解性与溶解度关系
中学化學将根据物质溶解度将物质分为表1所示四类。
物质分类易溶可溶微溶难溶
溶解度(20℃)>10 g1 g~10 g0.01 g~1 g<0.01 g
部分学生见到《溶解性表》中“不”就误认为该物质不溶于水或水中溶解度为“0”,其实,《溶解性表》中“不”就是指“难溶物”,而不是真正意义“不溶”,世界没有绝对不溶物。
通过上述对《部分酸、碱和盐溶解性表》中易混易错信息分析,解决了学生学习化学中存在的一些困惑,有利于全面、深刻地理解物质的性质,减少认识错误。
一、忽视“溶、挥”物质与条件关系
《溶解性表》中有四处标明“溶,挥”,在实际应用时易混淆错用。现分别讨论其区别。
1.HNO3(溶,挥)
(1)在稀溶液中,产生为硝酸,溶于水,不能用“↑”;
(2)固体或浓溶液(或浓硫酸)反应产生硝酸易挥发,用“↑”表示。类似有HCl(溶,挥),在水溶液生成氯化氢不用“↑”,氯化钠固体与浓硫酸,加热反应生成氯化氢用“↑”:2NaCl(固)+H2SO4(浓)△
Na2SO4+2HCl↑
2.NH3·H2O(溶,挥)
(1)氨与水以体积比1∶700溶解,在稀溶液、冷溶液中生成氨溶于水,即产物以“NH3·H2O”形式出现。
(2)在浓溶液或加热或固体,加热反应产生的氨,以气体NH3形式,且标注“↑”。
(3)在银氨溶液中反应,因生成氨量少,且溶液为稀溶液,生成氨,以NH3形式,但不标示“↑”。
(4)双水解反应或NH+4水解反应中,水解程度弱,用可逆号表示,且产物以“NH3·H2O”形式。
(5)在铵盐溶液中加入碳化钙,过氧化钠等溶于水放热的固态物质,产生中氨以气体NH3形式,且标明“↑”。
3.H2CO3(溶,挥)
二氧化碳溶于水,以H2CO3形式存在;碳酸不稳定,挥发出来就分解,以CO2形式存在。
(1)HCO-3水解或双水解不产生沉淀,则生成的二氧化碳以H2CO3形式。
(2)碳酸盐、碳酸氢盐与足量酸反应,碳酸氢盐受热分解等生成二氧化碳,以“CO2”形式,且标明“↑”。
(3)盐类双水解且产物有难溶物,如氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镁等,产生二氧化碳,以“CO2”形式,标明“↑”。
(4)如果盐类水解,在煮沸条件下进行,生成二氧化碳以气体形式。如水垢水解:
MgCO3+H2O
△Mg(OH)2+CO2↑
二、忽视微溶物存在形式与分散系关系
《溶解性表》中有四种微溶物:氢氧化钙、硫酸钙、硫酸银、碳酸镁。反应物中微溶物,如果微溶物已溶解,以水溶液形式,这些微溶物都是强电解质,它们完全电离,以离子形式出现;在悬浊液中,大量微溶物以固态形式出现,用化学式表示。例如,碳酸钠溶液与石灰乳反应:
Ca2++CO2-3CaCO3↓(错误)
Ca(OH)2+CO2-3CaCO3↓+2OH-(正确)
石灰乳吸收氯气制漂白粉:
2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O(错误)
2Ca(OH)2+2Cl2
2Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O(正确)
如果微溶物作为生成物,以化学式形式表示,因为微溶物沉淀析出。在溶液里离子大量共存判断题中,易误作为“溶液”处理,生成微溶物的离子不能大量共存,因为生成物为微溶物。例如,Mg2+与CO2-3、Ca2+与OH-、Ag+与SO2-4等在溶液中都不能大量共存.
三、忽视符号“—”与物质稳定性关系
大纲版教材《溶解性表》中,氢氧化银,碳酸铁、碳酸铝标有“—”,而新课标版教材将碳酸铜“↓”改为“—”,共四种物质标有这种符号。在学习中,部分学生误认为没有这四种物质或认为这些离子之间反应不存在,片面理解溶解性表下面“注释”。实际上,“—”表示两种情况:
(1)物质不稳定,在常温下很容易分解。如氢氧化银存在时间很短,易分解生成氧化银:Ag++OH-AgOH(白)↓
2AgOHAg2O(褐色)+H2O
在配制银氨溶液的实验中,能见到白色浑浊,但迅速转化成褐色沉淀。
(2)发生双水解反应生成其他物质,如Al2S3在水溶液中会发生双水解反应而在水中不存在。
四、忽视物质存在与反应物的量关系
在《溶解性表》中,氢氧化铝为“不”,部分学生就认为强碱与可溶性铝盐溶液反应都生成氢氧化铝沉淀,实际上,铝盐与强碱反应产物与反应物相对量有关。
若n(OH-)n(Al3+)≤3,则发生反应:
Al3++3OH-Al(OH)3↓
若n(OH-)n(Al3+)≥4,则发生反应:
Al3++4OH-AlO-2+2H2O
若3
Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O
五、忽视物质稳定性与环境关系
在《溶解性表》中,氢氧化亚铁为“不”。易误解为碱与亚铁盐反应生成稳定的氢氧化亚铁,即氢氧化亚铁可以存在于任何条件下。实际上,氢氧化亚铁很不稳定,稳定性比亚铁盐的差。只有在无氧条件下存在。在有氧气存在的环境中,很容易转化为红褐色氢氧化铁:
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
六、忽视物质溶解性与溶解度关系
中学化學将根据物质溶解度将物质分为表1所示四类。
物质分类易溶可溶微溶难溶
溶解度(20℃)>10 g1 g~10 g0.01 g~1 g<0.01 g
部分学生见到《溶解性表》中“不”就误认为该物质不溶于水或水中溶解度为“0”,其实,《溶解性表》中“不”就是指“难溶物”,而不是真正意义“不溶”,世界没有绝对不溶物。
通过上述对《部分酸、碱和盐溶解性表》中易混易错信息分析,解决了学生学习化学中存在的一些困惑,有利于全面、深刻地理解物质的性质,减少认识错误。