复分解反应是由两种化合物互相交换成分 , 生成另外两种化合物的反应 ,其实质是发生复分解反应的两种化合物在水溶液中交换离子,结合成难电离的沉淀、气体或弱电解质(最常见的为水),使溶液中离子浓度降低,化学反应向着离子浓度降低的方向进行的反应 。1

概念复分解反应是由两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应,是重要的四种基本化学反应类型之一,同时它也是酸、碱、盐相互反应的核心内容。4

即:AB+CD=AD+CB3

生成物中有沉淀或有气体或有水。这是能够观察到的宏观现象,生成沉淀、气体或水都会使溶液中离子浓度减小,反应沿着正向进行。复分解反应的特点:化合物反应物与生成物均为化合物;相交换,反应物相互交换成分;价不变,反应物,生成物的化合价都不变。4

实质从宏观角度来说,反应能否发生是有特定条件的。对生成物而言,两种化合物之间进行成分交换后生成的另外两种化合物中必有水、气体或沉淀;对反应物而言,盐和盐、盐和碱二者均可溶时反应才能发生。1

依据概念和反应条件进行微观探析:复分解反应只是两种化合物之间相互交换离子成分,反应前反应物中各离子是以一定比例共存的,在反应前后各元素化合价不变,离子种类和个数不变,但随反应的持续发生,溶液中自由移动的离子浓度不断减小。1即复分解反应是电解质在溶液中发生的离子间相互反应。当溶液中存在的某些离子能互相结合而使其浓度迅速减小的话,那么离子就向减小离子浓度的方向进行。4

发生条件复分解反应共可以分为以下五种类型,实质上,除了对生成物有要求外,复分解反应的发生对反应物也有一定的要求,即当反应物中没有酸时,反应物要均可溶于水,现归纳对比如下:4

①酸+金属氧化物→盐+水4

②酸+碱→盐+水4

③酸+盐→新酸+ 新盐4

④碱+盐→新碱+ 新盐(反应物要均可溶于水)4

⑤盐+盐→新盐+ 新盐(反应物要均可溶于水)4

复分解反应能够发生的三个条件(即生成物中有沉淀或有气体或有水),长期以来有效地指导了科学实验和生产实践。通过实践表明:反应中因温差或浓度的原因能析出一种物质或复盐,复分解反应也能发生。4

复分解反应不仅仅发生在酸碱盐中,在有机化学中也有复分解反应的应用,2005年诺贝尔化学奖授予了三位科学家,以表彰他们在烯烃复分解反应研究方面所取得的成绩。这三位科学家分别是法国石油学院的伊夫.肖万、美国麻省理工学院的罗伯特.格拉布和加利福尼亚州加州理工学院的理查德.施罗克。他们发现了烯烃复分解反应的“交换舞伴”的肖万机理,即:烯烃复分解反应是金属卡宾化合物的催化作用下,烯烃里的C=C被拆散、交换、重组,形成新分子的过程。4

示例复分解反应是指由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。复分解反应主要是酸、碱、盐之间发生的化学反应,某些金属氧化物跟酸也能发生复分解反应。即3

AB+CD=AD+CB3

(1)酸与碱的中和反应。例如:3

HCI+NaOH=NaCl+H2O3

H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O3

(2)碱与盐反应生成另一种碱和另一种盐。例如:3

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2 ↓+Na2SO43

3KOH-+FeCl3=3KCI+Fe(OH)3 ↓3

(3)酸与盐反应生成另一种酸和另一种盐。例如:3

BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCI3

(4)盐与盐反应生成另两种新盐。例如:3

AgNO3+NaCI=AgCl ↓+NaNO33

BaCl2+Na2SO4=BaSO4 ↓+2NaCl3

可见,中和反应一定是复分解反应,但复分解反应不一定是中和反应。3

新闻报道:芝麻酱中含钙量比蔬菜和豆类都高得多,经常食用对骨骼、牙齿的发育都大有益处(不要与菠菜等蔬菜共食,否则与蔬菜中的草酸或可溶性草酸盐发生复分解反应生成草酸钙沉淀影响钙的吸收)。5

新闻报道:深圳格拉布斯研究院的研究方向,主要集中在新医药、新材料和新能源三个领域。这三个领域既处科技前沿,相关产业有巨大的市场,同时也是格拉布斯的主要研究方向。据统计,仅2014年,全球原料药、高性能聚烯烃材料和燃料、燃料乙醇、原料醛类等化学品总产值超过5.5万亿人民币。而格拉布斯的研究领域还覆盖有机金属化学和合成化学,特别是发展烯烃复分解反应的新型催化剂。据估算,催化相关产业的贡献占全球GDP约为35%,而其应用面恰好与研究院的研究方向重合。6

应用熟练掌握部分酸碱盐的溶解性,可据此快速判断一个复分解反应能否发生。在实际应用中,溶解性表包括的物质较多,单纯记忆其溶解性就显得比较混乱。但只要将其归类,并找出表中的异同之处,编程口诀,那么,溶解性表的工具使用就会被很好的体现,且用途广泛。4

|| || 常见物质溶解性

(注:此为20℃的情况。“溶”表示那种物质可溶于水,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水,“挥”表示挥发性,“-”表示那种物质不存在或遇到水就分解了)4

溶解性表口诀1:4

钾钠铵盐硝酸盐,均可溶于水中间。4

硫酸盐中钡不溶,氯化盐中银不溶。4

碳酸钾钠铵盐溶,氢氧钾钠钙钡溶。4

溶解性表口诀2:4

酸除硅酸全可溶,碱溶钾钠铵钡钙。4

钾钠铵盐硝酸盐,全部溶解不困难。4

氯化银和硫酸钡,两种沉淀记心间。4

碳酸盐除钾钠铵,其余皆不溶于水。4

本词条内容贡献者为:

包申旭 - 教授 - 武汉理工大学