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互换反应离子方程式配平

示例:Ca(H2PO4)2溶液与NaOH溶液反应。

(1)NaOH少量,Ca(H2PO4)2过量。(如往盛Ca(H2PO4)2溶液的烧杯中滴加少量NaOH溶液。)

少量意味物尽其用,过量意味按需供给。

给少量方的OH-一个最小系数,1OH-结合H+的需要,过量方提供1H2PO4-,OH-+H2PO4-H2O

 H2O在这里是“第一产物”,因为水是一种极弱(最弱)的电解质。(这与在氧化还原反应中水是“最后产物”正好相对)

方程左边的H2PO4-成了HPO42-,它需要与一个Ca2+结合,OH-+H2PO4-+Ca2+H2O+CaHPO4

该离子方程式完成后发现参加反应的H2PO4-Ca2+的比例与原料Ca(H2PO4)2不符。不符的原因是“按需供给”而不是按料供给。物尽其用的一方不可能出现这种离子间比例不符的情况。

(2)NaOH过量,Ca(H2PO4)2少量。(如往盛NaOH溶液的烧杯中滴加少量Ca(H2PO4)2溶液。)

给少量方的Ca(H2PO4)2一个最小系数,1。按H2PO4-结合OH-的最大需要,过量方提供4OH-,Ca2++2H2PO4-+4OH-4H2O

第一产物H2O确定后,方程左边剩余的碎片是1Ca2+2PO43-,结合为1/3Ca3(PO4)2,Ca2++2H2PO4-+4OH-4H2O+1/3Ca3(PO4)2+4/3PO43-

    注意到这里的Ca2+H2PO4-是符合原料比例的。

(3)Ca(H2PO4)2NaOH比例固定为1:3

   Ca2++2H2PO4-+3OH-3H2O

 H2O仍是第一产物,方程左边剩余的碎片是1Ca2+1PO43-1HPO42-异电相吸,库仑力与微粒所带电荷成正比,Ca2+首先应与PO43-(而不是HPO42-)结合,Ca2++2H2PO4-+3OH-3H2O+1/3Ca3(PO4)2+1/3PO43-+HPO42-

(4)计算:在含0.010mol Ca(H2PO4)2的溶液中滴加含0.025molNaOH的溶液,不断搅拌。求沉淀物的质量。

配平过程就是一种计算过程。NaOH的物质的量是Ca(H2PO4)22.5倍,Ca2++2H2PO4-+2.5OH-2.5H2O

方程左边还剩1Ca2+0.5PO43-1.5HPO42-,结果是:Ca2++2H2PO4-+2.5OH-2.5H2O+1/4Ca3(PO4)2+1/4CaHPO4+5/4HPO42-

所以沉淀物包括0.01/4molCa3(PO4)20.01/4molCaHPO4

 

练习1Mg(HCO3)2溶液与澄清石灰水反应

(1)Ca(OH)2少量Mg(HCO3)2过量。写出相应的离子反应方程式。

(2)Ca(OH)2Mg(HCO3)2少量。写出相应的离子反应方程式。

(3)Mg(HCO3)2Ca(OH)2比例固定为2:3,写出相应的离子反应方程式。

(4)计算:在含0.02mol Mg(HCO3)2的溶液中逐滴加入含0.03mol Ca(OH)2的溶液并不断搅拌。求所生成的沉淀的质量。( 4.42g)

 

练习2NH4Al(SO4)2溶液与NaOH溶液反应。

(1)NaOH少量,NH4Al(SO4)2过量。写出相应的离子反应方程式。

(2)NaOH过量,NH4Al(SO4)2少量。写出相应的离子反应方程式。

(3)NH4Al(SO4)2NaOH比例固定为1:4,写出相应的离子反应方程式。

(4)计算:在含0.015mol硫酸铝铵的溶液中逐滴加入1.0mol/L氢氧化钠溶液,并不断搅拌。生成0.78g沉淀,求所用氢氧化钠溶液的体积。(30mL65mL)

 

水是第一产物”的一个个别反例是NH4HCO3NaOH溶液的反应。这里存在两个平行反应的竞争

    HCO3-+OH-H2O+CO32   K=[CO32]/[OH-][HCO3]=Ka2/Kw=5.6×10-11/10-14=5.6×103

    NH4++OH-NH3·H2O     K=Kb-1=1/1.8×10-5=5.6×104

     这就是说NH4+OH-的反应还略优于HCO3OH-的反应。原因是NH4+结合OH-的能力比HCO3电离H+的。

(责任编辑:化学自习室)
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