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高三化學(xué)攻關(guān)三十六法之――溶液的蒸干與濃縮

將溶液蒸干，不一定能得到溶液中的溶質(zhì)。究竟得到什么，要受水解平衡等條件的限制。

●難點(diǎn)磁場(chǎng)

請(qǐng)?jiān)囎鲆韵骂}目，然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

1.加熱蒸干Al₂(SO₄)₃(aq)，得到的固體物質(zhì)是                           (寫(xiě)化學(xué)式)。

2.加熱蒸干NaHCO₃(aq)，得到的固體物質(zhì)是                           (寫(xiě)化學(xué)式)。

●案例探究

[例題]把AlCl₃(aq)蒸干灼熱，最后得到的固體產(chǎn)物是什么?(用化學(xué)方程式表示，并配以必要的文字說(shuō)明)                 。

命題意圖：主要考查學(xué)生對(duì)蒸干條件下水解平衡移動(dòng)的認(rèn)識(shí)。

知識(shí)依托：強(qiáng)酸弱堿鹽的水解及HCl的揮發(fā)性。

錯(cuò)解分析：忽視了AlCl₃的水解，認(rèn)為得到AlCl₃；忽視了題干中的“灼燒”二字，認(rèn)為得到Al(OH)₃。文字表述能力差，也是失分的一個(gè)主要因素。

解題思路：先寫(xiě)出AlCl₃的水解方程式。再根據(jù)水解反應(yīng)吸熱判定受熱條件下AlCl₃水解平衡移動(dòng)的方向，并判定H₂O、HCl誰(shuí)更易逸入空氣。最后根據(jù)弱堿不穩(wěn)定，可知灼燒產(chǎn)物是Al₂O₃。

答案：AlCl₃(aq)中存在下列水解平衡：

AlCl₃＋3H₂OAl(OH)₃＋3HCl

正反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)，受熱平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。蒸干過(guò)程中，HCl比H₂O更易逸出，HCl的逸出，使得AlCl₃的水解加劇，生成Al(OH)₃沉淀；同時(shí)，也有部分Al(OH)₃發(fā)生了分解反應(yīng)。灼燒所得固體時(shí)，Al(OH)₃全部分解：

Al(OH)₃Al₂O₃＋3H₂O↑

最后所得固體為Al₂O₃。

評(píng)注：只是蒸干AlCl₃(aq)，將得到Al(OH)₃和Al₂O₃的混合物；蒸干并灼燒時(shí)只得到Al₂O₃固體。

●錦囊妙計(jì)

水解平衡，遵循勒夏特列原理，不同溶液的蒸干，具有一定規(guī)律。

1.強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽不水解，加熱蒸發(fā)其水溶液得其固體。

2.弱堿與易揮發(fā)性酸形成的鹽，水解生成易揮發(fā)性酸，加熱蒸發(fā)其水溶液有堿生成；若堿難溶解，則生成沉淀；若堿易揮發(fā)，則逸出氣體。

3.弱堿與難揮發(fā)性酸生成的鹽，水解生成難揮發(fā)性酸，若堿不揮發(fā)，則加熱蒸發(fā)其水溶液得其鹽的晶體。

4.多元弱酸的正鹽，不論弱酸是不是易揮發(fā)，蒸干其水溶液，都得到原來(lái)的溶質(zhì)，只要陽(yáng)離子水解，產(chǎn)物不易揮發(fā)。

5.易揮發(fā)性弱酸的酸式鹽，加熱蒸干得其正鹽，只要陽(yáng)離子水解產(chǎn)物不揮發(fā)。

6.易被氧化的鹽，加熱蒸干過(guò)程中，鹽被O₂氧化。

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.(★★★)把FeCl₃(aq)蒸干灼燒，最后得到的固體產(chǎn)物是(   )

A.無(wú)水三氯化鐵                                       B.氫氧化鐵

C.氧化亞鐵                                              D.三氧化二鐵

2.(★★★)把Na₂SO₃(aq)蒸干，最后所得固體是(   )

A.亞硫酸鈉                                              B.硫酸鈉

C.氫氧化鈉                                              D.碳酸鈉

3.(★★★★)把含有HCl和H₂SO₄各18 mmol的混合酸 100 mL，加熱濃縮至1 mL，最后剩余液體是___________，其物質(zhì)的量濃度為_(kāi)__________。

4.(★★★★★)二戰(zhàn)期間，丹麥科學(xué)家玻爾被迫離開(kāi)被德軍占領(lǐng)的祖國(guó)時(shí)，為了表明一定要返回祖國(guó)的決心，就把自己獲得的金質(zhì)諾貝爾獎(jiǎng)?wù)路旁谑⒂型跛�的玻璃瓶中留了下�?lái)：

Au＋HNO₃＋3HCl===AuCl₃＋NO↑＋2H₂O

玻爾走后，納粹分子竄進(jìn)他的實(shí)驗(yàn)室，那瓶溶有金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌娜芤壕驮诩{粹眼皮底下，納粹分子卻一無(wú)所知，多么高明的隱藏獎(jiǎng)?wù)碌姆椒ò?德軍戰(zhàn)敗后，玻爾回到自己的實(shí)驗(yàn)室，他從溶液中提取出金，重新鑄成了諾貝爾獎(jiǎng)?wù)拢�新�?jiǎng)?wù)嘛@得更加光彩奪目。則下面所列方法中，你認(rèn)為不能從溶有黃金的王水中提取出金的是________。

A.用鐵置換                                              B.電解其水溶液

C.先蒸發(fā)水分后灼燒固體                         D.滲析或過(guò)濾

難點(diǎn)磁場(chǎng)

1.解析：加熱蒸發(fā)，雖然Al₂(SO₄)₃的水解平衡向右移動(dòng)：

Al₂(SO₄)₃＋6H₂O2Al(OH)₃＋3H₂SO₄

但是H₂SO₄并不揮發(fā)。相反，由于水分的揮發(fā)，H₂SO₄濃度逐漸增大；這樣，又將Al(OH)₃溶解。所以最終得到Al₂(SO₄)₃固體。

答案：Al₂(SO₄)₃

2.答案：加熱蒸發(fā)水分，下列水解平衡向右移動(dòng)：

NaHCO₃＋H₂ONaOH＋H₂CO₃

H₂CO₃分解逸出CO₂，平衡進(jìn)一步向右移動(dòng)，同時(shí)又有水分揮發(fā)，所以NaOH濃度增大。NaOH濃度大到一定程度，就會(huì)與未水解的NaHCO₃發(fā)生下列反應(yīng)：

NaHCO₃＋NaOH====Na₂CO₃＋H₂O

水分蒸發(fā)完畢，最終得Na₂CO₃固體。

答案：Na₂CO₃

殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.D

2.提示：蒸干過(guò)程中，Na₂CO₃被氧化：

2Na₂SO₃＋O₂====2Na₂SO₄

答案：B

3.提示：液體加熱濃縮至1 mL時(shí)，c(H₂SO₄)==18 mol?L^－1，稀H₂SO₄(aq)變?yōu)闈釮₂SO₄(aq)，使得受熱過(guò)程中未隨H₂O(g)一同逸出的HCl也不能存在，因?yàn)闈釮₂SO₄具有強(qiáng)吸水性。

答案：濃H₂SO₄(aq)     18 mol?L^－1

4.解析：題給反應(yīng)是一很重要的信息，它告訴我們黃金溶于過(guò)量的王水中，得到了HNO₃、HCl和AuCl₃的混合溶液。

A.用鐵置換是可以的：3Fe＋2AuCl₃====3FeCl₂＋2Au

B.電解其水溶液也是可以的：陽(yáng)極：2Cl^－－2e^－====Cl₂↑陰極：Au³＋＋3e^－====Au

C.先蒸發(fā)水分再灼燒固體也是可以的。水分蒸發(fā)后得AuCl₃固體(酸性條件下蒸發(fā)，可不考慮AuCl₃的水解)，由2AgCl2Ag＋Cl₂↑，而Au不如銀活潑推知，2AuCl₃2Au＋3Cl₂↑。AuCl₃(aq)蒸發(fā)水解加劇，可得Au(OH)₃、Au₂O₃固體、灼燒Au(OH)₃變?yōu)锳u₂O₃，Au₂O₃變?yōu)锳u和O₂，前面我們可由AlCl₃溶液蒸干而推知，后者我們可由HgO受熱分解而推知。

D.滲析和過(guò)濾都無(wú)法將其分開(kāi)

答案：D