鹽的組成
銅臭 / 2022-07-18
一、鹽的組成、分類和命名
前面在討論堿和酸的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，我們已經(jīng)接觸到了許多 鹽， 例如氯化鈉(NaCl)、 硫酸銅(CuSO?)和氯化鐵(FeCI?)等。它們?cè)陔婋x時(shí)都能生成金屬離子和酸根離子，例如:
NaCl=Na?+CI?
CuSO,?=Cu²?+SO?²?
FeCl?=Fe³?+ 3Cl?
化學(xué)上，把在電離時(shí)生成金屬陽(yáng)離子和酸根陰離子的化合物叫做鹽。根據(jù)組成不同，鹽可分為:正鹽、酸式鹽、堿式鹽、復(fù)鹽和絡(luò)鹽等，現(xiàn)分述如下:
1.正鹽。酸中的氫離子全部被金屬置換所生成的鹽叫正鹽。 例如，NaCI、 CaCO?、 Al?(SO?)?和Na?PO?等。
無(wú)氧酸鹽的命名是在非金屬和金屬元素名稱中間加一個(gè) “化”字。例如NaCI叫氨氯 化鈉。
含氧酸鹽的命名是在酸根后面加上金屬名稱。例如Na?PO?叫磷酸鈉(或磷酸三鈉)。
2.酸式鹽。當(dāng)酸中的氫離子只有一部分被金屬置換時(shí)，所生成的鹽叫酸式鹽，顯然只有二元酸和三元酸才能形成酸式鹽。例 如NaHCO?、Ca(HCO?)?、NaH?PO?和Na?HPO?等。
酸式鹽的命名是在正鹽名稱前加“酸式”或在正鹽名稱中間加“氫”“二氫”等字。例如NaHCO?叫碳酸氫鈉或重碳酸鈉 (俗稱小蘇打)，NaH?PO?叫磷酸二氫鈉，Na?HPO?叫磷酸氫二鈉。
3.堿式鹽。當(dāng)堿中的氫氧根只有一部分 被酸根置換時(shí)，所生成的鹽叫堿式鹽。堿式鹽中除金屬離子和酸根離子外，還有氫氧根離子。例如Cu?(OH)?CO?和AI?(OH)?SO?等。
堿式鹽的命名是在正鹽名稱前面加“堿式”二字。例如 Cu?(OH)?CO?叫堿式碳酸銅(即銅綠)，Al?(OH)?SO?叫堿式硫酸鋁。
4.復(fù)盤(pán)。有兩種金屬離子和酸根離子形成的鹽叫復(fù)鹽。例如KAl(SO?)?·12H?O叫硫酸鋁鉀(谷稱明礬)等。
為了研究方便，常常按照鹽中酸根離子的不同，把鹽分成硫 酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽和氯化物等。例如Na?SO?、GaSO?和K?SO?等都含有硫酸根，總稱硫酸鹽: NaCl、CaCl?和 FeCl?等，總稱氯化物。其余類推。
還可根據(jù)盆中金屬離子的不同，分為鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽等。 例如CaCl、Ca(HCO?)?和CaCO?都含有鈣， 總稱鈣鹽; NaCl、Na?CO?總稱鈉鹽;余類推。
書(shū)寫(xiě)鹽的分子式時(shí)，金屬元素總是寫(xiě)在前面，酸根寫(xiě)在后面:若是酸式益，則將“氫”寫(xiě)在金屬元素和酸根之間;若是堿式盆，將“氫氧根”寫(xiě)在金屬元素和酸根之間。此外，還必須注 意，金屬元素的化合價(jià)總數(shù)，一定要與酸根的化合價(jià)總數(shù)相等。
二、鹽的性質(zhì)
1.益的物理性質(zhì)。鹽般都是固體，大部分是白色結(jié)晶，少數(shù)鹽呈各種不同的顏色。不同的鹽在水中的溶解性差別很大，有的溶于水，有的不溶于水。重要堿、酸、鹽的溶解性如表2-1所示。
根據(jù)表2-1可以把這些鹽在水中的溶解情況歸納如下:
(1)銨鹽、鉀鹽、鈉鹽和硝酸鹽都溶于水。
(2)氯化物除AgCl和Hg?Cl?難溶于水，PbCl:微溶于水外，一般都溶于水。
(3)硫酸鹽除BaSO和PbSO?難溶于水,CaSO?、Hg?SO?、和Ag?SO?微溶于水外，一般都溶于水。
(4)金屬硫化物中除(NH?)?S、Na?S和K?S溶于水，CaS微溶于水，BaS和MgS遇水分解外，其它的金屬硫化物都難溶于水。
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(5)在碳酸鹽、亞硫酸鹽、硅酸鹽和磷酸鹽中,除銨鹽、鉀鹽和鈉鹽溶于水外，其它鹽都難溶于水。
2.鹽的化學(xué)性質(zhì)。鹽的物理性質(zhì)雖各不相同，但因鹽是由金屬離子和酸根組成，因此鹽除保持各離子的特性外，還有共性，主要表現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)上。
(1)益和金屬作用生成新益和另一種金屬。鹽和金屬作用生成新鹽和另一種金屬的反應(yīng)，也是置換反應(yīng)。如將潔凈的鐵釘放入硫酸銅溶液中，片刻后取出，就能發(fā)現(xiàn)鐵釘表面上覆蓋了一層紫紅色的銅，即鐵置換了硫酸銅中的銅。反應(yīng)如下:
Fe+CuSO?=FeSO?+Cu↓
但如將銅片放在硫酸亞鐵溶液中，則看不到有什么現(xiàn)象發(fā)生，這是因?yàn)殂~不能將硫酸亞鐵中的鐵置換出來(lái)。這說(shuō)明，置換反應(yīng)是有條件的。實(shí)驗(yàn)證明，只有排在金屬活動(dòng)順序表前面的金屬，才能把排在它后面的金屬?gòu)乃柠}溶液中置換出來(lái)，反之則不能。
(2)益和堿作用生成新鹽和新堿。例如，氫氧化鈣和氯化鎂反應(yīng)生成了氯化鈣和不溶于水的氫氧化鎂沉淀:
Ca(OH)?+MgCl?=CaCl?+Mg(OH)?↓
(3)鹽和酸作用生成新鹽和新酸。例如，碳酸鈣和鹽酸作用生成氯化鈣和碳酸，碳酸又分解成二氧化碳和水:
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不論是碳酸鹽固體或其溶液，都可以用此反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)CO?²?。
(4)鹽和鹽作用生成兩種新益。例如，在食鹽溶液里滴入硝酸銀溶液后，立即有白色氯化銀沉淀生成:
NaCl+ AgNO?=AgCl↓ + NaNO?
這個(gè)反應(yīng)常用來(lái)檢驗(yàn)溶液中是否有CI?。
上述鹽與堿、鹽與酸和鹽與鹽的反應(yīng)，都是兩種化合物互相交換它們的成分，生成兩種新化合物，這類反應(yīng)叫做復(fù)分解反應(yīng)。酸堿中和反應(yīng)，也是一種復(fù)分解反應(yīng)。
必須注意，不是任意兩種化合物混在一起都能發(fā)生復(fù)分解反 應(yīng)的，如將NaCI和KNO, 兩種溶液混合就不會(huì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng)是有條件的，即只有當(dāng)其產(chǎn)物中有一種是沉淀、氣體或水時(shí)，反應(yīng)才能進(jìn)行。掌握了發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律性，就可以判斷某些反應(yīng)能不能進(jìn)行。
三、電廠中一些常用的鹽
電廠中常用的鹽有NaCI、Al?(SO?)?、FeSO?、 Na?PO?和Na?CO?,它們具有上述鹽類的通性，以下扼要地介紹前三種鹽的特性(關(guān)于Na?PO?及NaCO?將在下冊(cè)中介紹)。
1.氯化鈉(NaCI)。氯化鈉俗稱食鹽。全世界約80%的氯化鈉取自海水，海水中約含2.6%的NaCl。純凈的氯化鈉是無(wú)色有咸味的晶體，粗鹽中因含有氯化鎂(MgCI?)和氯化鈣(CaCl?)等雜質(zhì)，故易吸收空氣中的水分(潮解)。氯化鈉有良好的熱穩(wěn)定性，高溫時(shí)能熔融和蒸發(fā)而不分解。氯化鈉易溶于水，其水溶液在電解時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):
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氯化鈉還可與碳酸氫銨(NH?HCO?)作用生成碳酸氫鈉 ( NaHCO?,又名小蘇打):
NaCl+NH?HCO?=NaHCO?+NH?CI
氯化鈉是維持人體正常生理機(jī)能不可缺少的物質(zhì)，日常生活中又常把它作為防腐劑來(lái)腌制食品。氯化鈉除食用外，還大量地作為化工原料。如電解其水溶液(這種工業(yè)又稱氯堿工業(yè))制取氯氣、氫氣和氫氧化鈉，氯氣和氫氣又可再合成鹽酸;利用氯化鈉與碳酸氫銨反應(yīng)制取氯化銨和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉加熱后又可制得碳酸鈉(Na?CO?俗稱純堿)。此外，在造紙、肥皂和農(nóng)藥等工業(yè)上，也需用氯化鈉。在電廠水處理工藝中，常用氯化鈉作為鈉型離子交換劑的再生劑。
2.硫酸鋁{AI?(SO?)}.工業(yè)用的硫酸鋁是含有18個(gè)結(jié)晶水的硫酸鋁{Al?(SO?)?·18H?O},它是白色晶體或粉末，易溶于水，難溶于酒精，水溶液呈酸性，腐蝕性強(qiáng)。在工業(yè)生產(chǎn)的硫酸鋁中，常含有少量的游離H?SO?。
硫酸鋁和水作用生成Al(OH)?白色絮狀沉淀:
Al?(SO?)?+6H?O=2Al(OH)?↓+3H?SO?
Al(OH)?能把水中的懸浮物和膠體吸附在它的表面上，一同沉降下來(lái)，從而使水澄清。因此，在水處理工藝中，常把硫酸鋁用作混凝劑。硫酸鋁的水溶液呈酸性(詳見(jiàn)第七章第六節(jié)鹽的水解)，可代替硫酸用在泡沫滅火器中。
3.硫酸亞鐵( FeSO?)。工業(yè)上生產(chǎn)的硫酸亞鐵，帶有7個(gè) 結(jié)晶水( FeSO?·7H?O)。因其是綠色透明的晶體，故又名綠礬。在空氣中，綠礬由于表面上的Fe²?會(huì)氧化為Fe³?,使其結(jié)晶表面帶有黃色。當(dāng)它失去結(jié)晶水后，就會(huì)變成粉末狀。在常溫 下，化合物失去結(jié)晶水的過(guò)程叫做風(fēng)化。FeSO?能溶于水，不溶于酒精。它的水溶液呈酸性，腐蝕性強(qiáng)，在空氣中放置后容易氧化析出Fes+的黃色堿式鹽沉淀。實(shí)驗(yàn)室用的FeSO?溶液中,常放些鐵粒防止Fe³?的生成。
硫酸亞鐵與水和氧氣作用后，產(chǎn)生氫氧化鐵{Fe(OH)?}的絮狀物沉淀，與氫氧化鋁相似，能把水中懸浮的雜質(zhì)吸附在自己，周圍并一同沉降到水底。因此硫酸亞鐵也是一種混凝劑。
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