弱酸制强酸经典赏析
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弱酸真的不能制强酸吗?——溶度积常数的应用研究广州市南沙第一中学林钊贤叶凯霖指导教师唐明再一、问题的提出我们在初中学化学中学到盐与酸的反应规律时,老师就给我们归纳了一个规律:“弱酸不能与盐反应生成强酸。
”当时只是机械记忆这个结论,不知道为什么。
高一化学中老师进一步强调了这个规律,但还是没有解释原因。
高二学习《化学反应原理》中“沉淀的溶解与转化”后,终于明白了,原来用“平衡移动原理”可以解释。
不过,在学习难溶电解质的溶解平衡时,知道当Qc>Ksp时,就会有沉淀生成,于是我想,弱酸提供的酸根离子浓度虽然小,但是如果盐提供的金属阳离子浓度大时,难道就不会导致Qc>Ksp而生成沉淀吗?如果这样,那弱酸不就照样可以制强酸了吗?带着这个疑问,我们请教了化学老师,老师说所谓“弱酸不能制强酸”只是针对高一与初三涉及到的常见的弱酸与盐的反应,并不是万能的,比如硫化氢与就可以反应生成CuS沉淀,这是因为CuS的Ksp太小,所以H2S通入到硫酸铜溶液中很容易达到Qc(CuS)>Ksp(CuS),因此会生成沉淀。
至于哪些弱酸可以与强酸盐作用生成沉淀、盐的浓度达到多少时可以生成沉淀,要我们自己做实验验证一下,看哪些经验说法是对的哪些是错的。
再查找数据算算,看看实验结果与理论计算是否相符。
为此我们选择了几组常见的物质进行研究:二氧化碳与氯化钙、二氧化碳与氯化钡、碳酸氢钠与氯化钙、硫化氢与硫酸亚铁。
这些在我们的学习资料中都认为不会反应的。
真的不会反应吗?二、资料查阅我们在教材和老师提供的《化学手册》中查找到如下数据(1)20℃时物质的电离常数与溶度积常数(2)物质在20℃时的溶解度三、实验验证实验一:二氧化碳与氯化钙溶液的反应1.实验方案将二氧化碳通入氯化钙溶液中,观察是否发生反应2.实验用品试管,滴管,量筒,导管3.实验操作、现象实验二:二氧化碳与氯化钡溶液的反应1.实验方案将二氧化碳通入饱和氯化钡溶液中,观察是否发生反应2.实验用品锥形瓶,导管,长颈漏斗,试管,滴管,药匙,玻璃棒3.实验操作、现象实验三:碳酸氢钠与氯化钙溶液反应1.实验方案将饱和的氯化钙溶液和饱和的碳酸氢钠溶液混合,观察是否有反应2.实验用品铁架台,漏斗,烧杯,试管,量筒,滴管,药匙,玻璃棒,试管刷3.实验操作、现象实验四:硫化氢与硫酸亚铁溶液反应1实验方案将硫化氢气体与硫酸亚铁溶液混合,观察是否有反应2.实验用品锥形瓶,导管,长颈漏斗,药匙,试管,3.实验操作、现象四、实验结论与分析1.二氧化碳与氯化钙溶液、氯化钡溶液的反应二氧化碳遇水溶解,生成碳酸,碳酸在水中会电离出碳酸根离子和氢离子,通过计算,饱和碳酸溶液中的c(CO32-)约为1×10-11mol/L,根据饱和氯化钡与氯化钙的溶解度,c(Ba2+)≈1.8mol/L,c(Ca2+)≈6.7mol/L。
强酸制弱酸和弱酸制强酸的辨析陕西吴亚南主编在中学化学中我们常常提到强酸可制弱酸,一般弱酸不能制强酸。
但有些情况下弱酸也可以制强酸。
这致使一些学生感到迷惑,而教材中又不说明。
现将有关情况小结如下以供同学们参考:一、HCl+CH3COONa=CH3COOH+NaCl 该反应说明盐酸的酸性强于醋酸。
二、SO2+H2O+BaCl2=BaSO3↓+2HCl(错误) 该反应不发生因为亚硫酸的酸性弱于盐酸.。
三、H2S + CuSO4 = Cu S↓+ H2SO4该反应能发生是因为生成的硫化铜(溶解度极小)不溶于水也不溶于硫酸所以可进行。
四、H2SO3+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 由弱酸制强酸是因为弱酸被氧化的过程。
五、Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑该反应能发生是因为反应是高温且生成的二氧化碳气体离开反应体系。
不能说硅酸的酸性比碳酸强六、稳定性酸可制挥发性酸七、酸性强弱的判断方法(什么是酸性)1、最高价含氧酸的酸性可由中心元素的非金属性强弱来判断。
2.弱酸的酸性可由其第一电平衡常数的大小来判断,同温时第一电离平衡常数越大对应酸性越强。
3、与氢离子结合能力的强弱来判断,结合氢离子的能力越强则酸性越弱。
4、通常也说一个溶液的PH越小其酸性越强,比相同条件下溶液中氢离子的浓度的大小5、不用强酸制弱酸的方法来做判断(实际上能制出来也不一定符合强到弱的规律)会给学生的思想带来混乱。
6、常见弱酸酸性的排序(相同条件下)H2SO3>H3PO4﹥HF >CH3COOH >苯甲酸>H2CO3>HSO3-﹥H2S >HClO >HC N﹥H2SiO3>苯酚>HCO3->H2O2(亚林服已本家,谈六次,轻轻归本分。
碳氢、双氧水)偏铝酸的酸性极弱可认为不显酸性。
附加:1、酸性常用该酸的标准溶液(I=0,温度25摄氏度,1标压,C=1.0 mol/L)的PKa表示,即酸度常数。
2、酸性也可理解为酸电离出H+能力的大小,越易电离出H+的酸,酸性就越强。
强酸制弱酸(强强生弱)规律及应用根据酸碱质子理论,凡能提供质子(H+)的粒子(离子或分子)都是酸(如HCl、HNO3、及酸式根离子HCO3-等),酸失去质子后生成的粒子则为该酸的共轭碱;凡能接受质子(H+)的粒子(离子或分子)都是碱(如NH3、NaOH、Ca(OH)2、及弱酸根离子CO32-等),碱得到质子后生成的粒子则为该碱的共轭酸。
酸和碱反应的实质是质子(H+)的转移。
反应的方向总是朝着生成更难电离的更弱的酸碱的一方进行的,即要符合“强酸制弱酸”或谓“强强生弱”规律,可简记为“左强右弱”。
2CH3COOH + CO32-=2CH3COO-+ H2CO3(CO2+H2O)酸(强)碱(强) 新碱(弱) 新酸(弱)[例] 已知下列反应能进行完全:①Na2CO3 + 2CH3COOH =2CH3COONa + CO2↑+ H2O②CO2 + H2O + C6H5ONa=C6H5OH + NaHCO3③CH3COONa + HCl =NaCl + CH3COOH④C6H5OH + Na2CO3=C6H5ONa + NaHCO3则根据“左强右弱”规律可得:失H+减弱,酸性减弱酸( H+ ) HCl CH3COOH H2CO3C6H5OH HCO3-碱Cl-CH3COO-HCO3-C6H5O-CO32-(OH-)得H+增强,碱性增强例如:已知多元弱酸在水溶液中电离是分步的,且第一步电离远大于第二步电离,第二步电离远大于第三步电离。
今有HA、H2B、H3C 三种弱酸,且已知下列各反应能发生:①HA + HC2-(少量)=A- + H2C-②H2B (少量)+ 2A-=B2- + 2HA③H2B (少量)+ H2C-=HB- + H3C试回答:(1)相同条件下,HA、H2B、H3C 三种酸中,酸性由强到弱的顺序为H2B> H3C>HA;(2)在A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-离子中最易结合质子的是C3-,最难结合质子的是HB- .(3)完成下列反应的离子方程式:①H3C + 3OH-(过量)=C3- + 3H2O ;②2HA (过量)+ C3-=2A- + H2C-. [解] 由已知①式得HA>H2C-2B>HA,由③式得H2B>H3步电离,电离度逐级锐减,可得相关微粒酸碱性强弱顺序表:失H+减弱,酸性减弱酸:(H+)> H2B > H3C > HB- > HA > H2C- >HC2-碱:HB-< H2C-< B-< A-< HC2-< C3-< (OH-)得H+增强,碱性增强根据顺序表中上行酸的位置可得第(1)H2B> H3C HA>; 由表中下行碱的位置可得第(2)题答案为C3- ; HB- .在表中H3C位于OH-左上,据”左上右下可反应”得(3)①式的反应可以进行完全.据”强强优先”原则可知随OH-用量的增加,H3C 反应的产物依次是H2C-、HC2-、C3-,因题给OH-为过量,所以H3C反应最后产物是C3-,故第(3)C3- + 3H2O;同理第(3)②题答案是2A- + H2C-.练习:等物质的量浓度的两种一元弱酸(HA,HB)的钠盐溶液中,分别通入少量CO2后可发生如下反应:①NaA + CO2 +H2O =HA + NaHCO3②2NaB + CO2 + H2O =2HB + Na2CO3试比较HB与HA酸性强弱。
2018高考化学解题方法技巧:一元强酸与一元弱酸的比较(讲解与例析)(解析版)高中化学水溶液中的离子平衡一章中,常常需要根据一元强酸与一元弱酸的一些性质进行有关的判断和推断。
一元强酸与一元弱酸(或一元强碱与一元弱碱)的比较,属于高考的热点,掌握一强一弱的比较方法和技巧,在解题中能达到事半功倍的效果。
一. 浓度相同、体积相同的一元强酸与一元弱酸的比较1.相同物质的量浓度的强酸弱酸比较体积相同、物质的量浓度相同的一元强酸与一元弱酸,他们的物质的量相同,强酸溶液中氢离子浓度大,但两种酸溶液中所能提供的n(H+)相同。
案例1今有物质的量浓度相等的三种酸:①盐酸、②醋酸、③硫酸三种稀溶液,用序号回答下列问题。
(1)三种溶液中的c(H+)大小关系为________。
(2)取等体积上述三种溶液,分别用同浓度的NaOH溶液完全中和,所需NaOH溶液体积大小关系为___ _。
(3)若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应,使Zn恰好完全反应时,消耗三种酸的体积大小关系为_ _。
分析:盐酸、硫酸是强酸,醋酸是弱酸,浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸提供的n(H+)相同,硫酸提供的n(H+)是他们的二倍。
解析:⑴盐酸是一元强酸、硫酸是二元强酸、醋酸是一元弱酸,相同浓度的这三种酸c(H+)大小关系为:③>①>②;⑵消耗相同浓度NaOH溶液体积与酸的物质的量和元数成正比,相同浓度相同体积的三种酸,其物质的量相等,所以消耗相同浓度NaOH体积大小关系为③>①=②;⑶若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应,使Zn恰好完全反应时,酸的浓度越大,体积越小,所以消耗三种酸的体积大小关系为①=②>③。
2.物质的量浓度相同的一元强酸和一元弱酸与NaOH溶液反应的比较体积相同、物质的量浓度相同的一元强酸和一元弱酸溶液中,c(H+)不同,pH不同,由于所能提供的n(H+)相同,所以消耗的NaOH物质的量相同。
案例2 25℃时,用0.1000 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.1000 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是()A. Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线B. pH=7时,滴定盐酸和醋酸消耗NaOH溶液的体积不相等C. V(NaOH) =10.00mL时,醋酸溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-) >c(H+)D. V(NaOH) =20.00mL时,两溶液中c(CH3COO-)>c(Cl-)分析:在分析酸碱中和滴定曲线时,要找准两个点:一是恰好完全反应的点;二是溶液显中性的点。
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弱酸盐与强酸反应概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在化学领域中,强酸和弱酸盐之间的反应一直是一个重要的研究课题。
弱酸盐与强酸之间发生的反应是指当一个溶液中存在着弱酸盐和强酸时,它们会相互作用并发生化学变化。
这种反应的原理及机制对于很多实际应用具有重要意义。
1.2 文章结构本文采用以下结构进行内容阐述:(1)引言:介绍该篇文章的背景和目标;(2)弱酸盐与强酸反应:对该主题进行定义、原理阐述以及相关实验示例和反应机制解释;(3)实际应用与意义:探讨该主题在工业领域和日常生活中的应用,并重点关注其对环境的影响和相应控制方法;(4)实验验证与结果分析:介绍进行实验验证的方法步骤说明,数据收集与处理过程,并对结果进行分析和讨论;(5)结论和展望:总结本文要点和主题观点,并提出未来研究方向的展望与建议。
1.3 目的本文旨在全面概述弱酸盐与强酸反应的定义、原理和机制,并通过实验示例和数据分析,进一步阐明该反应在实际应用中的重要性。
同时,我们还将探讨该反应对于环境的影响以及相应的控制方法。
通过深入研究,可以更好地认识和理解弱酸盐与强酸反应这一化学现象,并为未来相关研究作出贡献。
2. 弱酸盐与强酸反应2.1 定义及原理:弱酸盐与强酸反应是指当一个弱酸盐溶液与一个强酸发生反应时,产生的反应现象。
在这种反应中,强酸会将弱酸盐中的阳离子和一部分阴离子从溶液中析出并转化为相应的酸,使整个溶液呈现出更加明显的酸性特征。
此外,在该反应中,还可能伴随着水的解离过程以及可产生气体、沉淀等附加效果。
2.2 实验示例:为了对弱酸盐与强酸反应进行实验验证,可以选择一种常见的弱酸盐溶液(如乙酸铵),然后将其与一种浓度较高的强酸(如硫酸)混合。
混合后观察容器内是否有气泡产生、沉淀形成或溶液颜色变化等现象,并可以使用试纸或电位计检测pH值来判定溶液是否发生了排氢或释放氢离子等明显的背景变化。
2.3 反应机制解释:弱酸盐与强酸反应的机制涉及到离子之间的相互作用。
强酸制取弱酸的原理及其应用陈涛强酸制取弱酸,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T弱酸+强酸盐中学化学通常以HCQ恋迈的酸性作为比较标准,要求掌握常见弱酸酸性强弱顺序: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CaCO t斗心CaCl^ +爲0斗C02T昭品6十2貝飙(较浓)=恥虫仇+HQ + g® 1 昭+码卩=F叫-+好TCa3(PO^2+ 3%仇(液〕=2爲FQ + 3CaSO4BaO^+ 禺EQ = BaSO^ X + 禺0】2.解释现象漂白粉久置失效的原因:\Ca(C10^2+ C*0] + 尽0 = CaCO^I +2用CTO2 円C7O = 2 肖CMO J T建筑用的粘合剂水玻璃久置会变质:瓯店Q +込0 = E择Q 5血3.产物的判断① 向-'■■■溶液中通入少量的二氧化碳2皿丐+匚2+3尽0= 2 川 QH )Z+CO^② 向溶液中通入过量的二氧化碳AJO~ + CQ + 2局。
二如(0用人 X +HCO ;③ 向儿:一溶液中通入少量的二氧化碳&智+ CQ +局0 =爲&Q 1+U 智④ 向」-溶液中通入过量的二氧化碳鞍0亍 + 2CQ + 2^0 =尽 S5Q 1 t-lHCO ;⑤ 向',y ■''''溶液中通入二氧化碳C 6H 5ONa + cq + 尽0 二 q HpH + NaHCO z不管CO 是否过量,都生成恥恥3。
⑥ MHg 与碗溶液混合HCO~ 4- AIQ- + H 2O = Al{OH\ X +U0占4. 酸性强弱的比较例1.以苯、硫酸、氢氧化钠、亚硫酸钠为原料,经典的合成苯酚的方法可以简 单表示为:(1)写出②、③、④步反应的化学方程式;(2)根据上述反应判断苯磺酸、苯酚、亚硫酸三种物质的酸性强弱,并说明理 由。
分析:(1)碼化寸亚編酸衲V 固体烧赋(■堵①苯磺酸 苯磺酸钠 ----------------- ------------- * ---- -7 ③苯酚钠(及盐和水) 苯粉苯。
强酸制弱酸作者:张永红来源:《化学教学》2007年第12期文章编号:1005-6629(2007)12-0075-03中图分类号:G632.479 文献标识码:B[问题由来]强酸制弱酸是中学化学一条重要的反应规律,但在学习过程中发现有很多同学对此规律缺乏深入理解,只能机械套用,经常出现一些错误。
为此,我在高三复习课中安排了一定时间,组织同学们通过讨论分析探究了强酸制弱酸及相关反应规律的内涵和外延。
为配合此复习课,编制了一道相关习题。
[问题]强酸制弱酸是复分解反应一条重要规律,这里的“强酸”、“弱酸”指相对的强弱,甚至能呈现酸性的一些非酸类物质,如酚类、两性氢氧化物、酸式盐等参与的反应也可据其酸性强弱运用上述规律来判断其产物。
⑴ HA、H2B 是两种弱酸,有如下关系:H2B(少量)+2A-=B2-+2HA,则A-、HB -、B2-三种离子中,最易结合质子的是_______。
⑵酸性强弱除与物质的本性有关外,还与溶剂有关,如CH3COOH与HF在液氨中受NH3影响可发生完全电离。
在液氨中CH3COONa+HCl=NaCl+CH3COOH 这一反应能否发生,为什么?⑶某同学实验发现,将H2S气体通入CuSO4溶液中,生成黑色沉淀。
弄清沉淀是CuS 后,写出了方程式:H2S+CuSO4=CuS↓+ H2SO4 。
但随后他陷入了困惑:这不是弱酸制得强酸了吗?与强酸制弱酸的规律矛盾了。
请你帮他解惑:__________⑷氧化还原反应中也有类似规律:“强氧化性物质制弱氧化性物质”、“强还原性物质制弱还原性物质”,据此判断下列反应能够发生的是()[问题解析]⑴二元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,第一步电离程度远大于第二步,所以酸性强弱顺序一定有H2B > HB-;少量二元弱酸制取更弱酸时可能生成两种盐:正盐或酸式盐。
如少量碳酸与苯酚钠反应:⑷“强酸制弱酸”、“强碱制弱碱”、“溶解性强的物质制溶解性弱的物质” 等复分解反应规律实际都反映了化学反应的本质规律——高能量物质(不稳定物质)生成低能量物质(稳定物质)。
高考化学中强制弱规律三思(值得参考)化学反应中常常遵循“强制弱”的规律,例如“较强酸+较弱酸盐==较强酸盐+较弱酸(强酸制弱酸)”,“氧化剂+还原剂==还原产物+氧化产物”,则有:氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性等。
运用“强制弱”规律解题时学会“三思”,就能化拙为巧,收到事半功倍之效。
一、对“强制弱”规律的“正向”思考以强酸制弱酸为例:对于反应HA+B-==A-+HB,我们作正向思考,常归纳成“较强酸+较弱酸盐==较强酸盐+较弱酸”或“强酸制弱酸”。
运用此规律我们可以由已知反应推知酸碱性强弱,如已知反应C6H5ONa+CO2(少量)+H2O→C6H5OH+NaHCO3,根据“强酸强碱制弱酸弱碱”规律可得到结论:C6H5O-夺取了H2CO3中的H+生成了C 6H5OH,而H2CO3失去H+生成HCO3-。
酸性:H2CO3>C6H5OH。
二、对“强制弱”规律的“逆向”思考同样,对于反应HA+B-==A-+HB,我们作逆向思考,实际上此反应可看作A-不能夺取HB中的H+,但B-能夺取HA中的H+,故B-结合H+的能力强于A-,即B-的碱性强于A-。
如已知反应C6H5ONa+CO2(少量)+H2O→C6H5OH+NaHCO3,我们可得另一结论:过量的C6H5O-不能继续结合产物HCO3-中的H+,即CO32-结合H+的能力强于C6H5O-,碱性:CO32->C6H5O-。
酸性:C6H5OH>HCO3-,根据“强酸强碱制弱酸弱碱”规律可知下列反应可以发生:CO32-+C6H5OH→HCO3-+C6H5O-。
现就上述两种思维方法的应用举两例说明:“高考直通车”联合衡水毕业清华北大在校生将于2013年5月中旬推出的手写版高考复习笔记,希望对大家复习备考有所帮助。
该笔记适合2014年、2015年、2016年高考生使用。
凡2013年5月中旬之后购买的高一、高二同学,每年指定日期可以免费更换一次最新一年的笔记。
强酸制弱酸条件
1. 强酸制弱酸,那得是强酸足够强呀!就像盐酸和碳酸钙反应,盐酸那么厉害,不就把碳酸给“逼”出来啦!
2. 想想看呀,要是强酸不够猛,怎么能制出弱酸呢?好比硫酸和碳酸钠,硫酸够强,才能让弱酸碳酸钠现身呀!
3. 强酸制弱酸条件很关键哦!你说要是酸都不强,能制出弱酸吗?就像硝酸和硫化钠,硝酸得有那实力才行呀!
4. 哎呀呀,强酸制弱酸可不能随便来呀!就像磷酸和醋酸钠,没达到条件能成吗?
5. 强酸制弱酸,这可不是闹着玩的!就像高氯酸和碳酸氢钠,条件满足了,弱酸才会乖乖出现呢!
6. 你们知道吗,强酸制弱酸得有合适的环境呀!比如氯酸和硅酸钠,合适了才能有效果呀!
7. 强酸制弱酸,这是有讲究的呀!就像氢溴酸和亚硫酸钠,没那个条件怎么行呢?
8. 嘿,强酸制弱酸的条件可得搞清楚呀!好比盐酸和磷酸钠,条件不对可就白搭啦!
9. 强酸制弱酸,这里面学问大着呢!就像氢碘酸和氟化钠,满足条件才能成功呀!
10. 要记住哦,强酸制弱酸是有要求的!就像溴酸和硫代硫酸钠,达不到要求可不行啊!
我的观点结论:强酸制弱酸确实需要满足一定条件,只有在合适的情况下才能顺利进行,这些例子都充分说明了这一点。
弱酸制强酸经典赏析
➢氢硫酸制硫酸
1.方程式:CuSO4+ H2S== CuS + H2SO4
2.平衡常数K=7.143×1014
3.显然能发生反应,原因也很简单,Cu2+离子的存在,促进了氢硫酸的电离,得到强酸(硫酸)
➢醋酸制亚硝酸
1.已知电离常数K(CH3COOH)=1.76×1O-5,K(HNO2)=4.6×1O-4
2.方程式:CH3COOH+NO2- == HNO2+CH3COO-
3.平衡常数K=0.0382,依据该常数的大小,可以发现,以上过程似乎发生的程度不大,但由于存在HNO2= H2O+NO↑+NO2,使得以上反应可以往正反应方向移动;或者说,醋酸比较稳定,而亚硝酸不稳定,该过程的原理就不主要是强弱问题,而是熵增问题。
事实上,固体食盐和工业盐完全可以用醋酸来鉴别,后者加醋酸以后,可以看到有红棕色气体产生。
另外,只能存在于很稀的冷溶液中,原因就是因为亚硝酸的不稳定。
4、已知HNO2的酸性比醋酸略强,某同学在家中欲进行鉴别NaCl与NaNO2的实验,但他家中只有浓醋酸,请问该实验能否成功?说明理由。
能成功,因为①NaNO2+CH3COOH=HNO2+CH3COONa;②2HNO2=H2O +NO↑+NO2↑ ②式的发生使①式向正反应方向移动,醋酸加到NaNO2中出现红棕色气体而NaCl无此现象,这也就是用亚硝酸盐和醋酸来制备亚硝酸的原理。
理论分析:
醋酸酸化法制备亚硝酸的可行性本制备实验发生的化学反应可表示为:HAc(l)+NaNO2(S)=HNO2(l)+NaAc(l)
或:2HAc(l)+2NaNO2(S)==2HNO2(l)+2Na+(aq)+2Ac-(aq)N2O3(g)+H2O(l)== NO2↑+NO↑
根据公式:ΔrH=ΣvBΔfH(B)ΔrS=ΣvBS(B)ΔrG=ΔrH—TΔrS
从化学数据手册[3-4]中可查得到:
计算得到亚硝酸制备过程中的焓变和熵变分别为:
ΔrH=42.1kJ·mol-1,ΔrS=189.4J·K-1·mol-1
ΔrG=ΔrH—TΔrS=42.1kJ·mol-1—288×189.4K-1·mol-1×10-3=-12.45kJ·mol-1<0 (288K)
说明在焓增加的数值不很大时,显著的熵增加因素主导了化学反应自发进
行的方向,因而使醋酸酸化法制备亚硝酸反应顺利进行,可以在室温下用醋酸代替稀硫酸制备亚硝酸。
➢亚硫酸氢钠和碳酸氢钠溶液反应得到二氧化碳
1.方程式:HSO3- +HCO3- =H2CO3+SO32-
2.平衡常数K=0.237,从常数上看,反应难以进行或者说程度不大
3.但是,由于存在H2CO3=CO2+H2O来看,可以促进该过程往右进行。
4.HSO3- +HCO3- =H2CO3+SO32-(1)K1=0.237
H2CO3=CO2+H2O(2)K2=33237
已知:二氧化碳溶于水,其中0.17%反应生成碳酸,其余99.83%仍然保持二氧化碳的形式。
假设饱和碳酸总浓度为C,则C(H2CO3)=0.17%C,C(CO2)=99.83%C,C(H2O)=55.6mol/L ,
H2CO3 = CO2 + H2O(2)
0.17%C 99.83%C 55.6(平衡浓度)
据此,计算出K2=33237
因此:HSO3- +HCO3- = CO2+H2O +SO32-的平衡常数K= K1×K2=7884.248,常数很大,完全可以发生。
5. HSO3- +HCO3- = CO2+H2O +SO32-是一个熵增的过程,这里也是熵增起了主导作用,可以自发,即从自由能来看,可以自发,但是否在常温下能都自发,还需要进一步计算。
➢磷酸制盐酸(来自网络)
将磷酸滴入氯化钠中:采用高沸点非氧化性酸制低沸点酸的原理。
反应的方程式是:2NaCl+H3PO4(浓)══Na2HPO4+2HCl↑实验步骤是按用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的实验装置组装,在烧瓶中加入氯化钠晶体,在分液漏斗中注入浓磷酸。
最后点燃酒精灯,用向上排气法收集氯化氢气体。
尾气则用30%氢氧化钠溶液吸收。
注:无论是用磷酸还是硫酸来制取氯化氢气体,并不是浓度越大越好。
浓度越大,吸水性越强,且酸多数以分子形式存在电离出来的氢离子很少。
氯化钠也难电离出氯离子,从而导致产生的氯化氢气体的速度较慢。
结果显示H2SO4浓度较大时(70%以上)都会有SO2气体伴随生成,是因为H2SO4浓度较高时,其氧化性比较强,和氯化钠发生氧化还原反应,所以有SO2杂气体生成。
H2SO4浓度较低时,虽没有SO2杂气体生成,但是产气速度较慢,是因为氢离子的浓度下降,导致氢离子与氯离子结合生成氯化氢气体的机会小所以产气速度较慢。
对于用H3PO4时,其浓度范围59%—80%时产气速度较适宜,其中在60%—75%这个浓度范围产生气体较平稳,并且无杂质气体产生,是因为磷酸是非氧化性酸,又可以提供足够的氢离子。
且具有强吸水性,有利于气体的逸出。
H3PO4和NaCl晶体在加热条件下制取HCl气体时,H3PO4的物质的量应相对过量,NaCl晶体中加入少量水稀释情况下反应更快,H3PO4和NaCl混合均匀产生的气体较平稳些。
用磷酸代替硫酸,生成氯化氢气体的纯度高。
磷酸浓度范围相对于硫酸要宽一些,装置中减少了除SO2的净化装置,装置简易,但由于H3PO4的价格约是H2SO4的5倍,从而使成本提高了。
采用浓度在50%—80%范围的H3PO4和5g氯化钠(按照需求量按照比例反应)在加热的条件
下反应制取氯化氢气体较好。
➢类似的原理
1.氯水久置后变盐酸——次氯酸的不稳定,使得平衡不断右移动(当然该过
程焓变可能小于0)
2.二氧化硅和碳酸钠反应得到硅酸盐和二氧化碳
3.在一定温度下,钠和氯化钾反应得到钾蒸汽和氯化钠
4.硫酸钡转化为碳酸钡,不断通过浸泡,过滤,再浸泡达到目的
5.过氧化钠和水反应,也是因为产物的不稳定,使得过氧化钠和水反应剧烈
(当然该过程焓变小于0)。