氫氧化鎂溶于氯化銨溶液的實(shí)質(zhì)

吉林省白山市撫松五中 曹艷紅

在我從事高中化學(xué)教學(xué)的十年中，我一直在學(xué)習(xí)化學(xué)及其相關(guān)知識，以期用最準(zhǔn)確的語言給學(xué)生講解最準(zhǔn)確的知識，但是要做到這一點(diǎn)是很難的。因?yàn)橛幸恍┨接戭}或知識點(diǎn)根本就沒有準(zhǔn)確的解釋。遇到這類情況時(shí)，都要多方面的查閱資料，尋找最合理、最貼近答案的解釋。最近我就看到了這樣的一個(gè)知識點(diǎn)：在高等教育出版社出版的高等學(xué)校教材《無機(jī)化學(xué)》上冊（第三版）P115，難溶的氫氧化物都能溶于酸溶液。

其實(shí)質(zhì)是：因?yàn)镸g(OH)2固體電離出來的OH-與酸提供的H+結(jié)合生成弱電解質(zhì)水，降低了溶液中的OH-濃度，使Qc﹤Ksp，于是平衡向沉淀溶解的方向移動。只要加入足量的酸，Mg(OH)2固體將全部溶解。

某些難溶氫氧化物還能溶于銨鹽：

Mg(OH)2+ 2NH4+=Mg2++2NH3?H2O

書中給出了方程式，沒有詳細(xì)敘述原因。但其本質(zhì)是什么呢？是不是與難溶氫氧化物溶于酸溶液的實(shí)質(zhì)一樣，溶液中酸電離出的氫離子中和堿電離出的氫氧根離子，促進(jìn)難溶氫氧化物的溶解平衡向溶解方向移動，從而使難溶氫氧化物溶解呢？當(dāng)我正在思考這個(gè)問題的時(shí)候，恰好遇到了一道習(xí)題，解決了我的困擾。下面我就以習(xí)題為例探究一下難溶氫氧化物溶于銨鹽溶液的實(shí)質(zhì)。

例：已知氨水與醋酸的電離程度在同溫度同濃度下相等，溶有一定量氨的氯化銨溶液呈堿性?，F(xiàn)向少量的Mg(OH)2懸濁液中加入適量的飽和氯化銨溶液，固體完全溶解。

甲同學(xué)的解釋是：

由于NH4+水解顯酸性，H+和OH-反應(yīng)生成水，導(dǎo)致反應(yīng)①平衡右移，沉淀溶解；

乙同學(xué)的解釋是：由于NH4Cl電離出的NH4+與Mg(OH)2電離出的OH-結(jié)合，生成了弱電解質(zhì)NH3?H2O，導(dǎo)致反應(yīng)①的平衡右移，Mg(OH)2沉淀溶解。

⑴丙同學(xué)不能肯定那位同學(xué)的解釋合理，于是選用下列的一種試劑，來證明甲、乙兩位同學(xué)解釋只有一種正確，他選用的試劑是＿（填寫編號）。

A. NH4NO3B. CH3COONH4

C. Na2CO3D. NH3?H2O

⑵請你說明丙同學(xué)作出該選擇的理由是 ＿。

⑶丙同學(xué)將所選試劑滴入Mg(OH)2懸濁液中，Mg(OH)2溶解；由此可推知，甲和乙哪位同學(xué)的解釋更合理＿（填甲或乙）；寫出NH4Cl飽和溶液使Mg(OH)2懸濁液溶解的離子方程式＿ 。

答案：⑴ B

⑵CH3COONH4溶液呈中性，滴入Mg(OH)2懸濁液中，若Mg(OH)2懸濁液溶解，則說明乙同學(xué)解釋正確，若Mg(OH)2懸濁液不溶解，則甲同學(xué)解釋正確。

⑶乙；Mg(OH)2+ 2NH4+=Mg2++2NH3?H2O

信息：仔細(xì)閱讀題干，領(lǐng)會題意，會得到下列信息：其一，由“氨水與醋酸的電離程度在同溫度同濃度下相等”可知，同體積、同濃度的氨水和醋酸溶液反應(yīng)后呈中性，因?yàn)镃H3COO-和NH4+水解程度相同，所以CH3COONH4溶液呈中性；其二，由“溶有一定量氨的氯化銨溶液呈堿性”可知，氨水電離使其溶液顯堿性，氯化銨水解使其溶液顯酸性，二者混合后溶液呈現(xiàn)出堿性，說明在混合溶液中電離程度大于水解程度，體現(xiàn)了矛盾的主次之分。其三，氫氧化鎂固體能溶于氯化銨溶液中。

解析：因?yàn)镹H4Cl溶液呈酸性，而Mg(OH)2雖然是一種難溶于水的堿，但卻能溶于酸中，故有甲、乙兩位同學(xué)的解釋。所以加入含有H+而不含NH4+的物質(zhì)時(shí)，只能說明H+能使Mg(OH)2溶解，卻不能排除NH4+也能使Mg(OH)2溶解的可能，因而還不足以證明甲同學(xué)的解釋正確?？磥碇挥屑尤氩缓琀+而含有NH4+的物質(zhì)了。選項(xiàng)給出的物質(zhì)中NH4NO3也是強(qiáng)酸弱堿鹽，與NH4Cl性質(zhì)相似，所以無法作證；而Na2CO3和NH3?H2O由于能間接或直接地提供OH-，因而均不能使Mg(OH)2溶解，與題中信息不符，所以也不能作證?，F(xiàn)在可以選擇中性的CH3COONH4溶液，滴入Mg(OH)2懸濁液中，若Mg(OH)2溶解，則說明乙同學(xué)的解釋正確，若Mg(OH)2不溶解，則說明甲同學(xué)的解釋正確。根據(jù)題意，乙解釋正確，原理類似“強(qiáng)堿制弱堿”。事實(shí)告訴我們，H+和NH+4都能使Mg(OH)2溶解，在該題的情況下，之所以是NH4+促使Mg(OH)2溶解，原因在于NH4Cl飽和溶液中NH4+比H+的濃度大得多。這從一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)了矛盾的主次之分。

做完這道題后，我設(shè)想如果往Mg(OH)2懸濁液中加入足量的NH4Cl固體，Mg(OH)2也會溶解，其實(shí)質(zhì)是什么呢？究其原理實(shí)際上就是NH+先4與Mg(OH)2電離出的OH-結(jié)合還是先與H2O電離出的OH-結(jié)合的問題。為此我又用溶度積常數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)為1.8×10-11。在Mg(OH)2的懸濁液中Mg(OH)2電離出的c(OH-)=3.28×10-4mol/L； 而Mg(OH)2懸濁液中H2O電離出的c（OH-）=3.05×10-11mol/L 。 Mg(OH)2電離出來的c(OH-)大于水電離出來的c(OH-)，由此可見，NH4+先與Mg(OH)2電離出的OH-結(jié)合，使c(OH-)減小，溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH-(aq)向溶解的方向移動，所以，只要有足量的NH4Cl固體，Mg(OH)2也將全部溶解。

通過對這道習(xí)題的深入解析，我得出結(jié)論：難溶的氫氧化物溶于銨鹽溶液的實(shí)質(zhì)是：如果難溶氫氧化物電離出的氫氧根離子濃度大于水電離出的氫氧根離子濃度時(shí)，銨根離子先與難溶氫氧化物電離出的氫氧根離子結(jié)合生成一水合氨，使難溶氫氧化物的溶解平衡向溶解方向移動，從而使難溶氫氧化物溶解；如果難溶氫氧化物電離出的氫氧根離子濃度小于水電離出的氫氧根離子濃度時(shí)，銨根離子先與水電離出的氫氧根離子結(jié)合生成一水合氨，破壞水的電離平衡，促進(jìn)水的電離，使溶液呈酸性，即發(fā)生了水解，然后水解產(chǎn)生的氫離子與難溶氫氧化物電離出的氫氧根離子結(jié)合生成水，使難溶氫氧化物的溶解平衡向溶解方向移動，從而使難溶氫氧化物溶解。但是，這個(gè)結(jié)論有其局限性，那就是不適用于所有的難溶的氫氧化物，有一些溶解度很小的氫氧化物無法溶解于銨鹽溶液中，只能溶解于酸溶液中，因?yàn)榧词顾鈺谷芤撼尸F(xiàn)酸性，也就是c(H+)＞c(OH-)，但是氫離子濃度還是很小，雖然氫離子結(jié)合氫氧根離子的能力很強(qiáng)，但氫離子濃度小，會影響它的結(jié)合能力；而在酸溶液中，氫離子濃度要大于相同條件下的鹽溶液中的氫離子濃度。因此，當(dāng)在一個(gè)體系中存在多個(gè)過程的時(shí)候，一定要分清矛盾的主次。這樣才能更準(zhǔn)確地理解題意，找到最合理的解釋。