师:同学们好,我们一起来学习今天的内容——生活中常见的盐,第三课时。首先,我们来回顾一下上节课学的知识点。同学们可以按下暂停键,思考这些问题的答案。
我们来看第一题,碳酸钠属于盐,它的水溶液显碱性,俗名有纯碱、苏打。第二题,碳酸氢钠也属于盐,水溶液同样显碱性,俗名小苏打,可用于治疗胃酸过多。第3题,如何检验碳酸根离子的存在呢?我们可以向溶液中加入足量的稀盐酸,如果产生气体,且该气体能使澄清的石灰水变浑浊,则证明碳酸根离子存在。第4题,什么是复分解反应?由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应就叫做复分解反应。那么,是不是酸碱盐之间都能发生复分解反应呢?带着这个问题,我们开启今天的学习。
今天,我们通过两组实验来探究。第一组实验,向少量的氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液;第二组实验,向少量的氯化钙溶液中滴加碳酸钠溶液。
我们先看第一组实验,向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液。氢氧化钠溶液是无色的,硫酸铜溶液是蓝色的。我们取一支试管,将瓶塞倒放,标签朝向手心,向其中倒入少量氢氧化钠溶液,再用胶头滴管向其中滴加硫酸铜溶液。同学们注意观察实验现象。
生:我们可以看到有蓝色沉淀生成。
师:非常好。接下来我们进行第二组实验,向氯化钙溶液中滴加碳酸钠溶液。氯化钙溶液和碳酸钠溶液都是无色的。我们同样取一支试管,瓶塞倒放,标签朝向手心,先取少量氯化钙溶液于试管中,再用胶头滴管向其中加入碳酸钠溶液。同学们注意观察现象。
生:我们可以看到有白色沉淀生成。
师:很好。做完实验后,我们要善于记录实验现象。硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应有蓝色沉淀生成,碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应有白色沉淀生成。
下面我们来书写它们的化学方程式。硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应,互相交换成分,硫酸根离子和氢氧根离子交换,会生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠。碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应,碳酸根离子和氯离子交换,会生成碳酸钙沉淀和氯化钠。
通过以上两组实验,请同学们思考以下三个问题。同学们可以按下暂停键,稍后我们一起分析。第一个问题,上述两个反应是否属于复分解反应?观察到的现象有什么共同之处?
生:上述两个反应都是互相交换了成分,属于复分解反应,共同现象是都有沉淀生成。
师:非常棒。第二题,前面学过的酸碱中和反应是否也属于复分解反应?中和反应的生成物当中相同的生成物是什么?
生:酸碱中和反应也是两种化合物之间互相交换成分,属于复分解反应,相同的生成物是水。
师:完全正确。第3题,碳酸钠、碳酸钙等含碳酸根的盐与盐酸发生复分解反应时,可以观察到的共同现象是什么?
生:通过上节课学习,我们知道共同现象是都有气体生成。
师:没错。由此我们得出复分解反应的条件是生成水,或者生成气体,或者生成沉淀。也就是说,当产物当中有水、气体或者沉淀生成时,复分解反应才可以发生。那么为什么只有生成水、气体或者沉淀,复分解反应才能发生呢?下面我们从微观角度来解释一下。
我们以稀盐酸和氢氧化钠的反应为例,看看为什么生成水复分解反应就可以发生。稀盐酸是氯化氢的水溶液,氯化氢在水中会解离出自由移动的氢离子和氯离子,也就是说稀盐酸中含有氢离子和氯离子。而氢氧化钠在水中会解离出自由移动的钠离子和氢氧根离子,即氢氧化钠溶液中含有钠离子和氢氧根离子。当两种溶液混合后,氢离子、氯离子、钠离子和氢氧根离子这四种离子就有了接触的机会。氢离子和氢氧根离子会结合生成水分子,水是一种弱电解质,很难再解离出氢离子和氢氧根离子。而钠离子和氯离子在溶液中的数目不变。
那剩余的溶液叫什么呢?剩余的溶液和氯化钠溶于水后解离出的离子一样,所以我们也可以把它叫做氯化钠溶液。所以稀盐酸和氢氧化钠反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成了水。综上所述,当产物中有水生成时,复分解反应就可以发生。
我们再以碳酸钠溶液和氯化钙溶液的反应为例,看看为什么生成沉淀复分解反应就可以发生。碳酸钠溶液在水中会解离出钠离子和碳酸根离子,氯化钙在水中会解离出钙离子和氯离子。当两种溶液混合后,钠离子、碳酸根离子、钙离子和氯离子有了接触机会,碳酸根离子和钙离子会结合生成碳酸钙。由于碳酸钙不溶于水,会以沉淀形式从水中分离出去,形成碳酸钙沉淀,此时溶液中剩下钠离子和氯离子,和氯化钠溶液在水中解离出的离子一样,所以我们认为剩余的溶液是氯化钠溶液。这个反应的实质就是碳酸钠中的碳酸根离子和氯化钙中的钙离子结合生成碳酸钙沉淀。综上所述,当产物中有沉淀生成时,复分解反应就可以发生。
我们再以碳酸钠溶液和稀盐酸的反应为例,看看为什么有气体生成复分解反应就可以发生。碳酸钠溶液溶于水会解离出钠离子和碳酸根离子,盐酸是氯化氢的水溶液,氯化氢在水中会解离出氢离子和氯离子。当两种溶液混合后,钠离子、碳酸根离子、氢离子和氯离子有了接触机会,碳酸根离子和氢离子会结合生成碳酸,碳酸不稳定,容易生成水和二氧化碳。二氧化碳在水中溶解度有限,会以气体形式从溶液中分离出去。最后溶液中剩下钠离子和氯离子,和氯化钠溶液在水中解离出的离子一样,所以我们也称剩余的溶液是氯化钠溶液。所以这个反应的实质是碳酸钠溶液中的碳酸根离子和稀盐酸中的氢离子结合生成了水和二氧化碳。综上所述,因为反应生成了气体,复分解反应才得以发生。
最后我们来看一下硫酸钠溶液与稀盐酸能不能进行复分解反应。硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸根离子,稀盐酸中含有氢离子和氯离子。当两种溶液混合后,钠离子、硫酸根离子、氢离子和氯离子混合在一起,但是它们不能结合生成水、气体或者沉淀从溶液中分离出去,所以硫酸钠溶液与稀盐酸不能发生复分解反应。
通过以上4组实验分析,我们可以得出,复分解反应的实质是一种化合物的离子与另一种化合物的离子相结合,生成水或者气体或者沉淀。如果同学们能理解为什么只有生成水、气体或者沉淀复分解反应才能发生,那最好。如果不能理解,我们也有简单方法来判断酸碱盐之间是否能发生复分解反应。
要判断酸碱盐之间能否进行复分解反应,比如AB能否与CD进行复分解反应。第一步,判断两种化合物是否交换成分,它们的阴离子B和D互相交换会生成AD和CB。第二步,分析AD和CB这两种产物是否符合复分解反应的条件,即是否为水、气体或者沉淀。如果产物中有这三个条件之一,我们就认为这个反应可以发生。
