化学自习室移动版

在中学化学中，我们经常听到这样的一种说法强酸制弱酸。那么强酸制弱酸到底是什么原理呢？怎么用？

我们先来看一道题，向氯化钡溶液中通入二氧化硫，会有白色沉淀产生吗？有相当多的一部分同学会认为发生如下反应：SO₂＋H₂O＋BaCl₂=BaSO₃↓＋2HCl

很多同学觉得这个反应符合初中所学的复分解反应发生的条件，生成沉淀，生成气体，生成水，满足三者之一，反应就能发生。这个反应中生成了亚硫酸钡沉淀，所以反应能够发生。

实际上这个反应是不能发生的，原因就是上述方程式违背了强酸制弱酸原理。具体来说就是亚硫酸是一种弱酸(K_a1=1.23×10^－2)，不能制备强酸盐酸(相当于K无穷大)。

所谓的强酸制弱酸，指的是较强酸(可以是强酸或弱酸)可生成较弱酸。即：

强酸＋弱酸盐→弱酸＋强酸盐；

较强酸 ＋ 弱酸盐 →较弱酸＋弱酸

学习了选修四第三章后，可以进一步总结为：

没有K的制有K的，K大的制K小的。

常见的酸酸性强弱顺序：

(H₂SO₄、HCl)＞(H₂SO₃、H₃PO₄、CH₃COOH)＞( H₂CO₃)＞( H₂S、HClO、苯酚)＞( HCO₃^－)＞( H₂SiO₃、)【在这里，酸性的外延扩展了，能提供H^＋的化合物就是酸。】

这个顺序说白了就是酸的电离平衡常数的大小顺序。

强酸制弱酸原理的应用主要体现在以下几个方面：

1. 实验室制取某些弱酸

(1)实验室制二氧化碳: 2HCl ＋ CaCO₃ =2H₂O ＋ CO₂↑＋ H₂O

(2)二氧化硫的制备: Na₂SO₃＋H₂SO₄=Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O

(3)硫化氢气体的制备:FeS＋ H₂SO₄=FeSO₄＋H₂S↑

(4)3H₂SO₄(浓)＋Ca₃(PO₄)₂=3CaSO₄＋2H₃PO₄(强酸制弱酸酸)

(5)硅酸制备：Na₂SiO₃＋2HCl=H₂SiO₃↓＋NaCl或Na₂SiO₃＋CO₂＋H₂O=H₂SiO₃↓＋Na₂CO₃

2. 解释现象

漂白粉久置失效的原因：

2Ca(ClO)₂＋CO₂＋H₂O = CaCO₃↓＋2HClO ＋2H₂O

2HClO=2HCl＋O₂↑(反应条件光照)

建筑用的粘合剂水玻璃久置会变质：

Na₂SiO₃＋CO₂＋2H₂O=H₂SiO₃↓＋Na₂CO₃

SiO₃^2－＋CO₂＋H₂O=H₂SiO₃↓＋CO₃^2－

3. 产物的判断

①向NaAlO₂溶液中通入少量的二氧化碳

2NaAlO₂＋3H₂O ＋ CO₂=2Al (OH)₃↓＋ Na₂CO₃

②向NaAlO₂溶液中通入过量的二氧化碳

NaAlO₂＋2H₂O ＋ CO₂=Al (OH)₃↓＋ NaHCO₃

③向Na₂SiO₃溶液中通入少量的二氧化碳

Na₂SiO₃＋CO₂＋H₂O=H₂SiO₃↓＋Na₂CO₃

④向Na₂SiO₃溶液中通入过量的二氧化碳

SiO₃^2－＋2CO₂＋2H₂O=H₂SiO₃↓＋2HCO₃^－

⑤向C₆H₅ONa溶液中通入二氧化碳：

C₆H₅ONa＋ CO₂＋H₂O =C₆H₅OH＋ NaHCO₃

不管CO₂是否过量，都生成NaHCO₃。

4. 酸性强弱的比较

例题：为了确定CH₃COOH、苯酚及H₂CO₃的酸性强弱，有人设计了如图所示的装置进行实验：

(1)若锥形瓶中装有一种易溶于水的正盐固体，则A中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________．

(2)装置B中盛放的试剂是________，它的作用是__________________________.

(3)实验中观察到C中出现的主要现象是_________________________________.

【答案及解析】

答案：(1)2CH₃COOH＋CO₃^2－―→2CH₃COO^－＋H₂O＋CO₂↑

(2)饱和NaHCO₃溶液　除去CO₂中可能混有的CH₃COOH

(3)C中溶液变浑浊

解析：苯酚的酸性比H₂CO₃的弱，故将CO₂通入苯酚钠溶液中可制得苯酚，从而证明酸性H₂CO₃＞苯酚.因此装置A的目的是制取CO₂，锥形瓶中装有一种易溶于水的正盐固体，即为Na₂CO₃，分液漏斗中盛放的为CH₃COOH，二者反应的化学方程式为2CH₃COOH＋Na₂CO₃→2CH₃COONa＋H₂O＋CO₂↑.装置B中盛放的是饱和NaHCO₃溶液，目的是除去CO₂中混有的CH₃COOH.

5. 除杂问题中试剂的选择

弱酸(或弱酸的酸酐)中含有较强酸(或较强酸的酸酐)杂质，通常选择弱酸所对应的酸式盐，利用强酸制弱酸的原理除去杂质。 例如：

也有特例：H₂S＋CuCl₂=CuS↓＋2HCl (弱酸制强酸的典型反应)。这个反应可以用平衡的观点来解释。

小结：强酸制弱酸是指的在复分解反应中，在氧化还原反应中就可以弱酸制备强酸了！比如，氯水中通入二氧化硫，反应是二氧化硫＋水＋氯气=硫酸＋盐酸。对于氧化还原反应来说，发生的原理是氧化能力强的制备氧化能力弱的。(另一种强制弱)。