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    離子反應(yīng)  在學(xué)習(xí)電離學(xué)說以前,我們對(duì)電解質(zhì)在溶液里進(jìn)行的某些化學(xué)反應(yīng),不能得到很好的解釋.例如,把不同銀鹽的溶液跟不同氯化物的溶液相混和時(shí),都會(huì)產(chǎn)生氯化銀的白色沉淀.例如:

AGNO3（硝酸銀） +Nac1（氯化鈉）=Agc1↓（氯化銀）+NANO3（硝酸鈉）

Ag2S04（硫酸銀）+Cuc12（氯化銅） =2Agc1↓（氯化銀）+Cuso4（硫酸銅）

Agc2H302（醋酸銀）+Kcl（氯化鉀）=Agc1↓（氯化銀）+KC2H302（醋酸鉀）

    

在上面這三個(gè)化學(xué)反應(yīng)里,所用的反應(yīng)物的分子組成是各不相同的.但為什么它們都能生成同一種沉淀呢?如果說,這是因?yàn)樵谶@些化合物里都含有銀元素和氯元素.那末,是不是含有銀元素的化合物和含有氯元素的化合物相遇時(shí),總能生成氯化銀沉淀呢?我們知道,當(dāng)硝酸銀(AgNO3)溶液跟氯酸鉀(KC1O3)溶液混和時(shí),或者硝酸銀溶液跟四氯化碳①(CCL2)相遇時(shí),都并沒有氯化銀沉淀生成.顯然,這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)是不能用分子論的觀點(diǎn)來解釋的。
    利用電離學(xué)說,就可以對(duì)電解質(zhì)在水溶液里的相互反應(yīng)作出本質(zhì)的解釋.
    根據(jù)電離學(xué)說,在水溶液里,電解質(zhì)(特別是強(qiáng)電解質(zhì))并不以分子狀態(tài)存在,而主要是以離子狀態(tài)存在的.因此,電解質(zhì)在水溶液里的相互反應(yīng),實(shí)際上參加反應(yīng)的并不是電解質(zhì)的分子,而是由它電離生成的離子;反應(yīng)結(jié)果也不決定于電解質(zhì)分子的種類,而決定于它溶液里存在的離子的種類,這種反應(yīng),我們稱做離子反應(yīng)。
    在硝酸銀溶液里,實(shí)際上并不存在著AgNO。分子,主要存在著的只是Ag+離子和NOる離子の.同樣,在氯化鈉溶液里,實(shí)際上也不存在著NaCl分子,主要存在著的只是Na離子和CI~離子.當(dāng)這兩種溶液混和并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),實(shí)質(zhì)上是這四種離子間的相互反應(yīng):Agt離子眼Cl離子結(jié)合成難溶解的氯化銀沉淀;NO。離子跟Na+離子結(jié)合后生成硝酸鈉,但由于硝酸鈉是容易溶解的強(qiáng)電解質(zhì)質(zhì),因此實(shí)際上它

 

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①四氯化碳是一種無色液態(tài)的有機(jī)化合物。
②因?yàn)锳gNO是鹽類,是強(qiáng)電解質(zhì),它在溶液里幾乎能夠完全電離成為離子和NO5離子。

 

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們并不結(jié)合成為硝酸鈉分子,主要仍以離子狀態(tài)存在于溶液中,因此,化學(xué)方程式(1)更加符合于真實(shí)情況的寫法應(yīng)該是：

       ‍Ag++NO3-+Na++C1-=Agcl↓+Na++NO3-      (4)‍

同樣,化學(xué)方程式(2),(3)也應(yīng)該分別寫成:

  2Ag++SO4--+Cu+++2Cl-=2AgCl↓+Cu+++SO4--   (5)

      Ag++C2H3O2-+K++CI-=AgCl↓+K++C2H3O2       (6)

    氯酸鉀在溶液里雖然也能電離,但電離結(jié)果生成K+離子和CIO5離子,并不生成CI~離子.因此,當(dāng)氯酸鉀溶液跟硝酸銀溶液相混和時(shí),是不可能生成氯化銀沉淀的。

    四氯化碳是一種非電解質(zhì),它根本不能電離成離子.因此,四氯化碳跟硝酸銀溶液相遇時(shí),也不可能會(huì)有氯化銀沉淀產(chǎn)生。

    離子方程式   如前所述,電解質(zhì)(主要是堿、酸、鹽)在溶液里所起的反應(yīng),主要是它們離子間的反應(yīng),為了更加符合于真實(shí)情況況,在表示這種反應(yīng)的化學(xué)方程式里,應(yīng)該用離子符號(hào)來代替溶液里的電解質(zhì)的分子式(當(dāng)然,反應(yīng)里的非電解質(zhì),玻主要以分子狀態(tài)存在的、電離度很小的弱電解質(zhì),仍應(yīng)以分子式來表示),象這樣的化學(xué)方程式,稱做離子方程式例如上面(4)、(5)、(6)這幾個(gè)化學(xué)方程式,就是離子方程式(相對(duì)于離子方程式,一般完全用分子式表示的化學(xué)方程式,可以稱做“分子方程式”)。

    從上面這三個(gè)離子方程式還可看到,在這些化學(xué)反應(yīng)里,有些離子實(shí)際上并沒有參加反應(yīng),如(4)式中,反應(yīng)物和生成物中都有NO3-,NA+;(5)式中,反應(yīng)物和生成物中都有Cu++,SO4--;(6)式中反應(yīng)物和生成物中都有K+,C2H3O2-,我們可以把它們從化學(xué)方程式的兩邊消去.這樣,上面這三個(gè)離子方程式,最后將變成相同的形式,即

‍Ag++C1-=Agc1↓‍

經(jīng)過這樣簡化后的離子方程式,稱做簡化離子方程式.上面這個(gè)簡化離子方程式,清楚地表明了這三個(gè)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是完全相同的,它們都只是溶液里的Ag+離子和C1-離子相互結(jié)合,成為難溶解的(因而也是難電離的)氯化銀分子。

    從這個(gè)簡化離子方程式還可進(jìn)一步看出:任何含有離子的溶液眼任何含有Cl離離子的溶液相混和時(shí),都將會(huì)有氯化銀沉淀生成.因此,我們可以用硝酸銀(或其他可溶性的銀鹽)溶液(其中含有Ag+離子)來檢驗(yàn)鹽酸和一切可溶性的鹽酸鹽(其中含有CI離子),這在§1·5里已經(jīng)介紹過了。

    由此可以看出,離子方程式更能表現(xiàn)出離子間相互反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

    現(xiàn)在我們?cè)儆秒婋x學(xué)說的觀點(diǎn)來研究一下強(qiáng)酸(例如鹽酸)跟強(qiáng)堿(例如氫氧化鈉)在溶液里發(fā)生的中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)鹽酸跟氫氧化鈉在溶液里發(fā)生中和反應(yīng)生成氯化鈉(鹽)和水,這個(gè)反應(yīng)的分子方程式是：

HC1+ NAOH=NAC1+H2O

寫成離子方程式是

H++C1-+Na++OH-=Na+C1-+H2O

簡化后得簡化離子方程式:

‍H++0H-=H2O‍

從這個(gè)簡化離子方程式,可以看出這個(gè)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:由鹽酸分子電離生成的氫離子,和由氫氧化鈉分子電離生成的氫氧根離子,相互結(jié)合成為難電離的水分子.當(dāng)鹽酸和氫氧化鈉的用量適好完全反應(yīng)時(shí),溶液里既沒有氫離子(它使溶液顯現(xiàn)酸性反應(yīng)),也沒有氫氧根離子(它使溶液顯現(xiàn)堿性反應(yīng))存在.因此,這時(shí)溶液呈現(xiàn)中性①。

 

    不僅撿酸跟氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是這樣的,其他任何強(qiáng)酸強(qiáng)堿的中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)也都是這樣的.例如硫酸跟氫氧化鉀的反應(yīng)：

 (1)分子方程式       H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O

              (2)離子方程式        2H++SO4--+2K++2OH-=2K++SO4--+2H2O

                           (3)簡化離子方程式    2H++2OH-=2H2O

                              即                  H++OH-=H2O

又如硝酸跟氫氧化鋇的反應(yīng):

                             (1)分子方程式        2HNO3+Ba(OH)2=Ba(NO3)2+2H2O

             (2)離子方程式        2H++2NO3-+Ba+++2OH-=Ba+++2NO3-+2H2O

                       (3)簡化離子方程式     2H++2OH-=2H2O

                          即                 H++OH-=H2O

    離子方程式的寫法  我們學(xué)習(xí)了離子方程式和簡化離子方程式后,現(xiàn)在再把書寫離子方程式和簡化離子方程式的具體步驟概括如下：

    第一步:寫出反應(yīng)的分子方程式

    第二步:把在溶液里主要以離子狀態(tài)存在的物質(zhì)(即容易溶解的強(qiáng)電解質(zhì))改寫成離子形式,對(duì)那些在溶液里主要以分子狀態(tài)存在的物質(zhì)(非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)以及難溶解的沉淀或氣體),仍保留它們的分子式

     第三步:消去方程式兩邊相同的離子,得簡化離子方程式。

 

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①應(yīng)該指出,除強(qiáng)酸和強(qiáng)堿外,其他酸和堿完全中和時(shí),溶液并不一定呈中在§47“鹽類的水解”一節(jié)里還將詳細(xì)討論。

 

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   下面再舉幾個(gè)例子,根據(jù)上述步驟來書寫離子方程式(簡化離子方程式)：

    例1.在硫酸銅溶液里通入硫化氫生成黑色的硫化銅沉淀。

    第一步：Cuso4+H2S=Cus↓+H2S04

    第二步: Cu+++SO4--+H2S=CuS↓+2H++SO4--

    (H2S是弱電解質(zhì),CuS是不溶性的沉淀,因此仍保留分子式.)

    第三步：Cu+++t+H2S=CuS↓+2H+

    例2.鹽酸跟碳酸鈣(固體)發(fā)生反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w

    第一步：Caco3+2HC1=Cac12+C02↑+H2O

    第二步: CaCO3+2H++2Cl-=Ca+++2C1-+CO2↑+H2O

   (CaCO3是難溶解的固體,CO2是難溶解的氣體,H2O是極弱的電解質(zhì),因此仍保留分子式.)

    第三步 Caco3+H*=Ca**+C021+H20

   例3.醋酸溶液跟氫氧化鈉溶液中和后生成醋酸鈉和水.

   第一步: HC2H3O2+NaOH=NaC2H3O2+H2O

   第二步: HC2H3O2+Na++OH-=Na++C2H3O2-+H2O

  (HC2H3O2是弱電解質(zhì),H20是極弱的電解質(zhì),因此仍保留分子式.)

   第三步：HC2H302+OH-=C2H30-+H20①

    電解質(zhì)溶液里的復(fù)分解反應(yīng)進(jìn)行近乎完全的條件堿類、酸類、鹽類都是電解質(zhì),它們?cè)谌芤豪锏南嗷シ磻?yīng)(一般是復(fù)分解反應(yīng)),主要也是離子間的反應(yīng).

    在第一冊(cè)§5.6里講到堿、酸、鹽在溶液里相互發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)進(jìn)行近乎完全,至少必須具備下面三個(gè)條件中的一個(gè):(1)生成難溶解的沉淀;(2)生成揮發(fā)性的氣體;(3)生成水.

    利用電離學(xué)說,可以很好地解釋堿、酸、鹽在溶液里相互間的復(fù)分解反應(yīng)進(jìn)行近乎完全的條件.

 

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①從這個(gè)簡化離子方程式可以看出,這個(gè)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和前述的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是有區(qū)別的.

 

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     堿、酸、鹽在溶液里的復(fù)分解反應(yīng)既是離子間的反應(yīng),那末如果溶液里的某些離子,能夠結(jié)合成為難溶解的沉淀,從溶液析出;或結(jié)合成為容易揮發(fā)的氣體,從溶液逸出;或結(jié)合成為極難電離的物質(zhì)(例如水),這些離子實(shí)際上就從溶液里分離了出來,不會(huì)再跟溶液里的其他離子相互反應(yīng).這樣,反應(yīng)就朝著生成這些物質(zhì)的方向進(jìn)行到近乎完全.

    與此相反,電解質(zhì)在溶液里的復(fù)分解反應(yīng),如果不具備上述的任何條件,反應(yīng)就不能向一個(gè)方向進(jìn)行近乎完全,例如,當(dāng)把氯化鈉溶液跟硝酸鉀溶液相混和時(shí),我們觀察不到有任何現(xiàn)象發(fā)生.這兩種物質(zhì)如果能夠發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),那將是:
NAC1+KNO3=Kc1+ NANO3

寫成離子方程式時(shí)是:
Na++Cl-+K++NO3-=K++c1-+ Na++NO3-

從這個(gè)離子方程式可以看出,當(dāng)這兩種溶液混和后,溶液里主要仍是四種離子.只有當(dāng)把溶液蒸發(fā)時(shí),溶液里的離子才有可能結(jié)合生成硝酸鈉和氯化鉀的分子;當(dāng)然,同樣也有可能結(jié)合生成氯化鈉和硝酸鉀的分子.因此,當(dāng)把溶液完全蒸千時(shí),所得晶體將是硝酸鈉、氯化鉀、氯化鈉和硝酸鉀四種物質(zhì)的混和物.由此可以看出,上述反應(yīng)是不能向一個(gè)方向進(jìn)行到近乎完全的.