複分解反應

複分解反應

複分解反應(double decomposition reaction)是由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應(AB+CD=AD+CB)。複分解反應是化學中四大基本反應類型之一,其實質是:發生複分解反應的兩種物質在水溶液中交換離子,結合成難電離的物質——沉澱、氣體或弱電解質(最常見的為水),使溶液中離子濃度降低,化學反應即向著離子濃度降低的方向進行。可簡記為AB+CD=AD+CB。其本質為離子間的反應。反應前後各元素化合價不變,一定不是氧化還原反應。

基本信息

概念簡介

複分解反應複分解反應
由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應,叫做複分解反應。
可簡記為AB+CD=AD+CB
複分解反應的本質是溶液中的離子結合成難電離的物質(如水)、難溶的物質或揮發性氣體,而使複分解反應趨於完成。
為了正確書寫複分解反應的化學方程式,必須熟記常見溶解性表,正確地運用物質的溶解性。

發生條件

鹼性氧化物+酸:酸的酸性較強(如HCl、H2SO4、HNO3等),可發生反應。

酸+鹼(中和反應):當酸、鹼都很弱時,不發生反應。

酸+鹽:強酸制弱酸;交換離子後有沉澱;強酸與碳酸鹽反應;滿足一個條件即可發生反應。

鹼+鹽:強鹼與銨鹽反應;兩種反應物都可溶、交換離子後有沉澱、水、氣體三者之一;滿足一個條件即可發生反應。

鹽+鹽:兩種反應物都可溶,交換離子後有沉澱、水、氣體三者之一。

方法指導

複分解反應複分解反應
複分解反應是化學中四大基本反應類型之一。(複分解反應中有一特例——中和反應,即酸與鹼發生的複分解反應)要理解它必須抓住概念中的“化合物”和“互相交換成分”這兩個關鍵字。酸、鹼、鹽溶液間發生的反應一般是兩種化合物相互交換成分而形成的,即參加複分解反應的化合物在水溶液中發生電離並解離成自由移動的離子,離子間重新組合成新的化合物。
因此酸、鹼、鹽溶液間的反應一般是複分解反應。無機化學中,很少有既是複分解反應又是氧化還原反應的,在中學階段不考慮化合價變化的複分解反應,如Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4(矽烷氣體)。

反應示例

酸與鹽
反應時酸完全可以不溶,例如矽酸溶於碳酸鈉濃溶液
如:2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑(生成H₂CO₃和CaCl₂,H₂CO₃不穩定分解成H₂O和CO₂)
BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl
AgNO₃+HCl=AgCl↓+HNO₃
註:大多數酸都可以與碳酸鹽(碳酸氫鹽)反應,生成新鹽,水和二氧化碳。(以鈉鹽為例)
如:Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑(生成H₂CO₃和NaCl,H₂CO₃不穩定分解成H₂O和CO₂)
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑(生成H₂CO₃和Na₂SO₄,H₂CO₃不穩定分解成H₂O和CO₂)
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑(生成H₂CO₃和NaCl,H₂CO₃不穩定分解成H₂O和CO₂)
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑(生成H₂CO₃和Na₂SO₄,H₂CO₃不穩定分解成H₂O和CO₂)
酸與鹼
反應物中至少有一種是可溶的。
如:H₂SO₄+Cu(OH)₂=CuSO₄+2H₂O
H₂SO₄+Ca(OH)₂=CaSO₄↓+2H₂O
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O
2HCl+Cu(OH)₂=CuCl₂+2H₂O
2HCl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2H₂O
HCl+NaOH=NaCl+H2O
2HCl+Ba(OH)₂=BaCl₂+2H₂O
鹽與鹽(可溶)
反應時一種鹽完全可以不溶,生成物至少有一種不溶(除非產生氣體),例如硫酸氫鈉溶解碳酸鎂
如:Na₂SO₄+BaCl₂=2NaCl+BaSO₄↓
Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓
Na₂CO₃+BaCl₂=2NaCl+BaCO₃↓
鹽與鹼
反應時鹽和鹼均可溶於水,鹼難溶的例子見於硫酸氫鹽溶解氫氧化鎂,鹽難溶的例子見於氫氧化鈉溶解硫酸鉛
如:2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu(OH)₂↓
NaOH+NH₄Cl=NaCl+NH₃↑+H₂O
Na₂CO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+2NaOH
3NaOH+FeCl₃====Fe(OH)₃↓+3NaCl
Fe(OH)₂與NaCl不會發生反應
Fe(OH)₃與NaCl也不會發生反應
酸與金屬氧化物
例如:鹽酸除鐵鏽:Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
注意:氯離子對反應有促進作用,硫酸根離子對反應有抑制作用
(6)特例:NaOH+Al(OH)₃═NaAlO₂+2H₂O

反應判斷

根據複分解反應趨於完成的條件,複分解反應發生需要一定條件。下面從反應物生成物兩方面,按以下四類反應具體分析複分解反應發生的條件。
複分解反應複分解反應
(1)酸+鹽─→新酸+新鹽
反應物中酸必須是可溶的,生成物中至少有一種物質是氣體或沉澱或水。
如:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)酸+鹼─→鹽+水
反應物中至少有一種是可溶的。
如:H2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H20
(3)鹽+鹽─→兩種新鹽
反應物中的兩種鹽都是可溶性的,且反應所得的兩種鹽中至少有一種是難溶的。
如:Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓
(4)鹽+鹼─→新鹽+新鹼
反應物一般都要可溶,生成物中至少有一種是沉澱或氣體(只有按鹽跟鹼反應才能生成氣體)。
如:2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3↑+H2O
Fe(OH)3與NaCl不發生反應

特別注意

特別要注意的是,像CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O這樣的反應不是複分解反應。因為,根據複分解反應的定義。只有兩種化合物互相交換成分,生成兩種新的化合物的反應才是複分解反應。如H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl這個反應中,硫酸的成分(氫離子和硫酸根離子)與氯化鋇的成分(氯離子和鋇離子)互相交換,形成了硫酸鋇和鹽酸。而CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O反應中二氧化碳的成分(碳離子和氧離子)並沒有與氫氧化鈣的成分(鈣離子和氫氧根離子)互相交換,所以這樣的反應不是複分解反應。同理,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O和SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O之類的反應也不是複分解反應。(見浙教版《科學》九上第一章第4節)。

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