酸式盐是一类重要的物质,各级各类考试有关酸式盐考查的题目屡见不鲜,而学生对相应的试题得分率并不高,这说明学生对酸式盐的有关知识掌握不能令人满意。酸式盐是学生学习化学的一个难点,为了有利于学生对这一类物质的有关知识系统掌握,使他们在分析问题、解决问题过程中得心应手,本文特对其进行如下归纳总结。
一、酸式盐的定义
电离时生成的阳离子除金属离子(或NH4 )外还有氢离子,阴离子为酸根离子的盐。
酸式盐可看作是多元酸跟碱不完全中和的产物,在组成上含有氢元素,由于它能全部或部分电离出H 。生成的盐中除了金属阳离子和酸根离子外,还有氢离子存在,这样的盐为酸式盐。如NaHSO4、KHCO3、KH2PO4、K2HPO4、Ca(HCO3)2等都属于酸式盐。
二、酸式盐的形成
一元酸不能形成酸式盐,二元酸或多元酸才能形成酸式盐。
⒈多元弱酸、酸性氧化物与少量碱反应
如:H2S NaOH=NaHS H2O
CO2 NaOH=NaHCO3
SO2 NaOH=NaHSO3
H3PO4 NaOH=NaH2PO4 H2O
H3PO4 2NaOH=Na2HPO4 2H2O
如果碱的量较大会生成正盐。
⒉弱酸正盐与对应的弱酸或其酸酐反应
通入相应的气体或加入过量相应的酸可以把正盐全部转化为酸式盐,这是制取酸式盐的最佳方法。如:
CaCO3 H2O CO2=Ca(HCO3)2
Na2S H2S=2NaHS
Ca3(PO4)2 4H3PO4=3Ca(H2PO4)2
三、酸式盐水溶液酸碱性判断
酸式盐的种类很多,性质各不相同。酸式酸根离子同时发生水解和电离,因水解与电离程度的差异,导致溶液显出不同的酸碱性。
酸式盐的水溶液有的呈酸性,如NaHSO4、KHSO4、KH2PO4等;
有的却呈碱性,如KHCO3、K2HPO4等。
根据酸式盐的组成以及溶于水可能发生的变化,大致有以下几种情况:
⒈ 水溶液呈酸性的酸式盐
⑴ 多元强酸的酸式盐:如(硫酸氢钠)NaHSO4,HSO4-根酸式盐在水溶液中完全电离出H 和SO42-,使溶液显强酸性;NaHSO4=Na +H +SO42-
⑵ 强酸弱碱的酸式盐:(如NH4HSO4),溶液呈酸性。
由于NH4 水解,离子方程式:NH4 H2O=NH3·H2O H
⒉ 水溶液呈碱性的酸式盐
一般为多元弱酸与强碱形成的酸式盐,这一类盐溶于水时,因“电离”趋势小于“水解”趋势,所以溶液呈碱性。如:HPO42-盐,HCO3-盐,HS-盐。
例如:NaH2PO4(磷酸二氢钠)溶液显弱酸性,Na2HPO4(磷酸氢二钠)溶液显弱碱性。
通常弱酸的酸式盐中只有含H2PO4-根和HSO3-根显酸性。
NaH2PO4=Na +H2PO4-
H2PO4-=HPO42-+H
H2PO4-+H20=H3PO4+OH-
H2PO4-电离产生的c(H )大于它水解生成的c(OH-),所以,溶液显弱酸性;
而Na2HPO4溶液里,HPO4-电离产生的c(H )小于它水解生成的c(OH-),所以,溶液显弱碱性。
四、酸式盐的溶解性
酸式盐溶解性与相应正盐的溶解性相比存在有趣的对应关系:
⒈ 在相同温度下,不溶性正盐对应的酸式盐的溶解度比正盐的大。如钙、钡的碳酸盐、亚硫酸盐难溶于水,而其相应的酸式盐都溶于水,CaCO3难溶于水,Ca(HCO3)2易溶于水;向澄清的石灰水中通入过量的CO2,石灰水变浑浊后又会变澄清就是因为先生成的CaCO3与CO2、水反应生成了可溶于水的Ca(HCO3)2的缘故。
磷酸的钙盐溶解性由大到小为:
Ca(H2PO4)2>CaHPO4>Ca3(PO4)2。
⒉ 可溶液性正盐对应的酸式盐溶解度比其正盐的小。如碳酸钠易溶于水,而碳酸氢钠的溶解度较小,Na2CO3的溶解性大于NaHCO3,碳酸氢钠的溶解度为:9.6g(20℃)、11.1g(30℃)。
正因为如此,向饱和碳酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体后会析出碳酸氢钠晶体。其反应的方程式为:
Na2CO3(饱和) CO2+H2O=2NaHCO3↓
在中学阶段,所有酸式盐都定义为可溶于水。高中阶段课本没有说过沉淀的酸式盐,但是习题中出现过,磷酸一氢钙,即Ca(HPO4)2是沉淀,不溶于水,所以磷的肥料不能与碱性肥料,如氨水一同使用。而磷酸二氢钙和碳酸氢钠也是如此,只是溶解度较低,未达到不溶于水的地步,属于可溶物。