碱式盐的形成及性质的复习研究

河北 韩万中

学生在义务教育阶段就已建立盐的概念，对正盐的构成、性质、用途及形成途径认识得比较充分。但随着学习的深入，盐的类型不断出新，使学生感到盐并非那么简单。根据树状分类法，盐可分为单盐和合盐，单盐又分为正盐、酸式盐和碱式盐，合盐又分为复盐、混盐和络盐等。

碱式盐是指结构单元中含有1个或n个羟基或氧基的单盐，如孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]、氧氯化锑(SbOCl)等。多样性意味着真实性、复杂性，很多工艺流程、实验制备等类型考题涉及碱式盐的形成和性质，常给学生带来认知障碍。因此，适当学习碱式盐的相关知识对拓展学生认知视野，克服思维定势，提高分析问题和解决问题的关键能力，发展科学探究与创新意识等化学学科核心素养是有益的。

一、了解碱式盐的形成途径

1.金属离子与碳酸盐等弱酸盐反应生成碱式盐

【例1】(2019·全国卷Ⅰ·26节选)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为________________________。

【例2】印刷电路板(简称PCB)加工过程中，常采用碱性蚀刻法，蚀刻后的废液中存在大量的[Cu(NH3)4]Cl2，如果直接排放废水不仅造成资源浪费，而且污染环境。下图是碱性蚀刻制PCB，并利用蚀刻废液制碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)的工艺流程。

(1)碱性蚀刻时发生反应的化学方程式为____________________________。

(2)写出真空蒸氨反应的化学方程式：______________。

(3)蒸氨时，如果选择在常压80℃条件下进行，即使反应24小时，也仅有少量氨蒸出，且Cu2(OH)2CO3沉淀不析出。原因为______________。

2.某些金属的盐在水中发生水解反应生成碱式盐

【例3】(2019·江苏·18节选)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。水解聚合反应会导致溶液的pH________。

2015年天津卷理综化学第10题也有类似的考查。题目中给出Fe3+水解的信息：

此类真实情景类考题，不仅考查学生运用化学知识分析和解决实际问题的能力，而且可以引导学生认识化学反应的本质，感悟化学和技术、社会、经济及生态环境的相互影响，体现了科学态度和社会责任核心素养的考查。

3.某些盐或金属暴露在潮湿空气中也可以生成碱式盐

【例4】(2015·重庆·11节选)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”“b”或“c”)；

②环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为________________________。

“模型认知”可理解为“利用模型进行思维的一种方法”，即基于一定的感性认识，利用对比、抽象、归纳等方法，建构一个简化而又能集中反映客体本质关系的“模型”，展示对化学事实的理解、解释和应用的能力。通过上文中几种碱式盐形成途径的叙述，教师可以设置梯度问题，引导学生建构碱式盐的形成模型，促进学生认知发展和思维提升。

问 题对问题的认识观察碱式盐化学式,碱式盐的“碱”有何特点只有二元碱或多元碱才有可能形成碱式盐,一元碱不能形成碱式盐碱式盐是由哪些离子构成的金属阳离子、OH-(或O2-)和酸根离子OH-源自哪里例1、例2中OH-来自弱酸根离子的水解,例3则是弱碱阳离子水解生成氢氧化物,例4来自O2在中性或弱碱性条件下的还原产物

上述虽是对一些碱式盐形成的表层认识，但体现出了对碱式盐的基本认知，有利于学生把握不同碱式盐的形成途径与本质的对立统一。有了这样的模型，当学生在复习过程中遇到碱式盐的其他形成途径就有了理解的方向，例如，常用的一种农药波尔多液，其有效成分为碱式硫酸铜，向CuSO4溶液中加入适量的NaOH或Ca(OH)2就能制造出来；再如，Mg(HCO3)2溶液热解能得到碱式碳酸镁，Mg(OH)2、NH4Cl共热得到碱式氯化镁，等等。基于模型，教师还可启迪学生大胆“创新”：少量的酸跟二元或多元碱反应时，因碱中部分OH-被中和，则生成的盐就是碱式盐。比如，向Al(OH)3细粉中喷洒一定量的盐酸，当其不完全中和时可能就会有碱式氯化铝的形成，并且会因盐酸加入量的不同形成组成不同的碱式氯化铝，就好像是AlCl3和Al(OH)3两个极端的许多“中间状态”一样；再如，向Cu(OH)2悬浊液中通入少量CO2能得到碱式碳酸铜，等等。

二、认识碱式盐的性质

碱式盐可看作碱和盐的“杂合体”，从性质角度分析它既具有盐的性质，又兼有氢氧化物的性质，主要考查溶解性、热稳定性；从构成的离子角度分析，则侧重考查其氧化性及还原性、与酸或碱的复分解反应。这种分析属于分解思维，先化整为零，后累计得出总和，这样的分解有利于学生思维进入发散区。

1.碱式碳酸铜

2.碱式氯化镁

【例5】碱式次氯酸镁[Mga(ClO)b(OH)c·xH2O]是一种有开发价值的微溶于水的无机抗菌剂。请回答：

(1)在酸性溶液中碱式次氯酸镁具有杀菌、漂白作用的原因是________________________(用离子方程式表示)。

【例6】铋(Bi)的无毒与不致癌性有很多特殊用途，其化合物广泛应用于电子、医药等领域，由辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含杂质PbO2等)制备Bi2O3的工艺如图所示：

(1)“浸出”时反应液必须保持强酸性，否则铋元素会以BiOCl形式混入浸出渣使产率降低，原因是______________________(用化学方程式表示)。

(2)碱式硝酸铋直接灼烧也能得到Bi2O3，上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧，除了能改良产品性状，另一优点是____________________。